IT202100006881A1 - Sistema per l’acquisizione di immagini e la ricostruzione digitale tridimensionale delle forme anatomiche umane e suo metodo di utilizzo - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
Campo di applicazione
La presente invenzione si riferisce ad un sistema comprendente componentistica di tipo meccanico ed elettronico per l?acquisizione di immagini e la ricostruzione digitale tridimensionale di forme anatomiche umane e la successiva derivazione automatica da un modello cos? ottenuto di punti di repere anatomici, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei.
Nello specifico, il sistema comprende elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini e per l?invio, opzionalmente in modalit? wireless, di informazioni associate alle immagini acquisite, almeno un?unit? per la trasmissione, in particolare l?invio e la ricezione, opzionalmente senza fili, ossia in modalit? wireless, delle informazioni associate alle immagini rilevate, nonch? un?unit? di elaborazione centrale per la ricostruzione di un modello digitale tridimensionale a partire da queste informazioni.
Pi? nello specifico, gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini comprendono sensori ottici integrati, pi? precisamente sensori fotografici, per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
Inoltre, la presente invenzione si riferisce a un procedimento per l?acquisizione di immagini e la ricostruzione digitale tridimensionale di forme anatomiche umane tramite l?utilizzo del suddetto sistema e per la successiva derivazione automatica da un modello cos? ottenuto di punti di repere anatomici, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei.
Arte nota
? ben nota nell?arte e di grande attualit? la necessit? di acquisire informazioni circa la conformazione corporea di essere umani senza sottoporre i soggetti a trattamenti invasivi o in ogni caso potenzialmente pericolosi per la salute umana.
Particolare riferimento viene fatto alle tecniche di diagnostica per immagini, quale ? per esempio la radiografia a raggi X, utili per ricavare informazioni sulle caratteristiche morfologiche delle porzioni ossee.
Inoltre, a seconda degli ambiti di applicazione e delle necessit? del settore, vi ? molta attenzione verso pratiche per la rilevazione di misure antropometriche durante le quali siano il pi? possibile minimizzati altrimenti inevitabili errori di rilevazione.
Negli ambiti di applicazione in cui gli errori di rilevazione sono particolarmente sgraditi, non solo rientrano l?ambito medico e biomedicale, ma anche l?industria della moda e delle attrezzature sportive o altri settori specialistici, come quello navale, aeronautico o aerospaziale, nonch? quello della ergonomia industriale.
Si pensi ad esempio alla necessit? di acquisire informazioni circa misure esatte ed accurate del corpo umano per la produzione customizzata di capi di abbigliamento e dispositivi indossabili, in particolare tute, imbrachi o dispositivi di protezione individuale nell?ambito della sicurezza sul lavoro oppure, in ambito sportivo, per abbigliamento sportivo personalizzato, l?arrampicata sportiva o per la subacquea.
Inoltre, la necessit? di acquisire informazioni circa misure precise del corpo umano risulta particolarmente sentita anche nella produzione customizzata, per applicazioni mediche e biomediche, come ortesi e protesi a calzatura personalizzata.
Nell?arte sono altres? noti sistemi per la scansione di soggetti tramite dispositivi fotografici.
Questi sistemi comprendono un insieme di dispositivi quali sensori fotografici di profondit?, atti ad acquisire una pluralit? di immagini, le quali sono utili per la ricostruzione di un modello tridimensionale di un oggetto oppure anche di parti del corpo, per esempio del dorso, del tronco, di un arto o del cranio quando la scansione viene effettuata su un soggetto, umano o animale.
In tal caso, questi sistemi comprendono generalmente una struttura fissa, sulla quale ? predisposto l?assieme di dispositivi comprendenti i sensori fotografici di profondit?, ed una pedana, usualmente girevole, sulla quale il soggetto che deve essere scansionato ? invitato a sostare durante l?acquisizione delle immagini.
Tuttavia, questi sistemi per l?acquisizione di immagini non risultano particolarmente precisi o, in ogni caso, durante la scansione, il soggetto, spesso nel tentativo di compensare la sensazione di mancanza di equilibrio dovuta al movimento rotatorio della pedana, effettua minimi movimenti che determinano una maggior complessit? nella ricostruzione tridimensionale successiva.
Un sistema di questo tipo ? descritto per esempio nel brevetto statunitense US10210646 B2.
Esistono altres? sistemi comprendenti una cabina o comunque un?intelaiatura di forma poligonale o pseudo-circolare sulla quale sono predisposti dispositivi comprendenti sensori fotografici e all?interno della quale il soggetto pu? entrare per l?esecuzione della scansione ovvero dell?acquisizione di immagini.
Un sistema di questo tipo ? descritto nella domanda di brevetto tedesca pubblicata con No. DE102016007103, in cui ? prevista la rivoluzione di dispositivi comprendenti sensori ottici su un binario costruito su una struttura realizzata intorno al soggetto.
Ulteriormente, secondo questa soluzione nota, ? previsto lo scatto di una pluralit? di fotografie, secondo diverse angolazioni, durante la rivoluzione dei dispositivi ottici lungo il predisposto binario.
Dunque, in questo caso, durante la rivoluzione dei dispositivi ottici lungo il binario, il soggetto certamente effettuer? movimenti che, per quanto minimi, determineranno imprecisioni o comunque complicazioni in occasione della riproduzione tridimensionale successiva.
Inoltre, secondo questa soluzione tecnica, non ? prevista una ricostruzione tridimensionale di un soggetto o di parti del corpo ma, solamente, l?immagazzinamento e la successiva elaborazione di immagini bidimensionali per fini di diagnosi dermatologiche.
Il brevetto europeo EP3318838 B1 descrive un sistema comprendente sensori fotografici in cui l?angolo di inclinazione dell?asse ottico rispetto ad un punto fisso del soggetto da fotografare pu? essere modificato.
Il sistema, inoltre, comprende un attuatore ed un controllore per la regolazione dell?inclinazione dei sensori fotografici intorno alla sola direzione laterale nel piano del sensore ottico integrato e, dunque, dall?alto verso il basso.
In questa ulteriore soluzione nota, i sensori sono distribuiti intorno al soggetto da fotografare su una struttura di supporto e durante la scansione del soggetto da fotografare si richiede che i sensori fotografici varino il loro angolo di inclinazione per l?acquisizione di differenti immagini per differenti angolazioni del sensore fotografico.
Per quanto l?inclinazione dei sensori fotografici possa essere controllata, la scansione richiede in questo caso lo scatto di una pluralit? di fotografie durante un certo arco di tempo ovvero per tutta la durata del movimento di inclinazione dei sensori fotografici.
Anche in questo caso, quindi, durante la scansione, si presenta il rischio concreto che il soggetto effettui movimenti, anche minimi, che determinano immagini acquisite poco precise o comunque complicazioni in occasione della riproduzione tridimensionale successiva.
In definitiva, resta quindi particolarmente sentita nel settore la necessit? di predisporre un sistema per l?acquisizione di immagini di un oggetto o un soggetto, che sia innovativo ed alternativo a quelli generalmente utilizzati, con particolare riferimento all?arte nota sopra descritta e che risolva i limiti delle soluzioni precedentemente riportate, in particolare i problemi legati alla complessit? dell?acquisizione oltre alla precisione delle immagini acquisite e, soprattutto, che sia specifico per l?acquisizione delle forme anatomiche umane e che sia capace di acquisire anche zone complesse del corpo umano.
Il problema tecnico alla base della presente invenzione ? dunque quello di predisporre un sistema ed un procedimento per l?acquisizione di immagini e la ricostruzione digitale tridimensionale di forme anatomiche umane che non prevedano n? la rotazione del soggetto da fotografare, n? alcun tipo di movimentazione degli elementi fotografici del sistema durante la fase di scansione del soggetto da fotografare, garantendo l?acquisizione di un sufficiente e significativo numero di immagini da diverse posizioni ed angolazioni al fine da ricostruire un modello digitale e tridimensionale, nonch? derivare successivamente da questo, in maniera automatica, punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei, che siano il pi? possibile accurati e fedeli rispetto alle forme anatomiche del soggetto da fotografare.
Sommario dell?invenzione
Questo problema tecnico viene risolto, secondo la presente invenzione, da un sistema per l?acquisizione di immagini e la ricostruzione digitale tridimensionale di forme anatomiche umane comprendente una pluralit? di elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini e per l?invio, opzionalmente in modalit? wireless, di informazioni associate alle immagini acquisite, un?unit? di elaborazione centrale per la ricostruzione di un modello digitale tridimensionale a partire da queste informazioni, un dispositivo di controllo in grado di trasmettere all?unit? di elaborazione centrale le informazioni associate le immagini acquisite e/o di ricevere informazioni relative al modello digitale tridimensionale e, almeno, un?unit? per la trasmissione, opzionalmente in modalit? wireless, delle informazioni associate alle immagini acquisite da tale pluralit? di elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini verso il dispositivo di controllo.
Specificatamente, gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono ancorati in maniera fissa ad una struttura di supporto, detta struttura di supporto essendo adatta ad essere appoggiata su un piano di calpestio, ovvero a terra, ed avendo uno sviluppo atto a circondare un soggetto da fotografare, e sono reciprocamente disposti in verticale ad altezze prefissate e in orizzontale ad una data distanza lungo lo sviluppo della struttura di supporto, e comprendono sensori ottici integrati.
In particolare, la suddetta unit? di elaborazione centrale ? predisposta per la ricostruzione del modello digitale tridimensionale tramite fotogrammetria.
Pi? in particolare, i termini orizzontale e verticale sono utilizzati con riferimento ad una struttura di supporto che appoggi a terra o su un piano di calpestio che definisce una direzione orizzontale e che si sviluppi ortogonalmente da esso secondo una direzione verticale.
Nello specifico, i suddetti sensori ottici integrati degli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini presentano un asse ottico avente un primo angolo di inclinazione prefissato rispetto alla direzione orizzontale, definita da un piano orizzontale parallelo al piano di calpestio su cui poggia la struttura di supporto, ed un secondo angolo di inclinazione prefissato rispetto alla direzione verticale, definita da un piano perpendicolare al piano di calpestio.
Precisamente, il primo angolo di inclinazione prefissato corrisponde al cosiddetto ?pitch? o beccheggio, ovvero alla rotazione del sensore ottico integrato intorno alla sua direzione laterale del piano del sensore fotografico (direzione che va da sinistra a destra) ed il secondo angolo di inclinazione prefissato corrisponde al cosiddetto ?yaw? o imbardata, ovvero alla rotazione del sensore ottico integrato intorno alla direzione normale del piano del sensore fotografico (direzione che va dall?alto verso il basso).
Ai sensi della presente invenzione, con l?espressione ?in maniera fissa? si intende che ciascun elemento per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini ? stabilmente ancorato alla struttura di supporto e la sua posizione, rispetto ai restanti dispositivi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini o rispetto al soggetto da fotografare, cos? come le diverse inclinazioni del sensore ottico in esso integrato, non possono essere modificate dall?operatore o da un programma di controllo del sistema in maniera automatica.
Infatti, la posizione e/o l?inclinazione di ciascun dispositivo per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini pu? essere modificata solamente tramite operazioni di smontaggio e montaggio del sistema stesso da parte di tecnici specializzati ossia personale opportunamente istruito e diverso dall?operatore o utilizzatore del sistema secondo la presente invenzione.
Coerentemente, in riferimento ai sopramenzionati sensori ottici integrati, con il termine ?prefissato? si intende che il primo angolo ed il secondo angolo di inclinazione prefissati di questi non siano modificabili, in particolare durante l?acquisizione istantanea e sincronizzata delle immagini ovvero durante la scansione del soggetto da fotografare.
Precisamente, in riferimento agli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, con l?espressione ?altezze prefissate? si intende che gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono ancorati alla struttura di supporto ad altezze prestabilite rispetto a terra o al piano di calpestio.
Secondo una forma di realizzazione preferita, detti elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono adatti all?invio in modalit? wireless di informazioni associate alle immagini acquisite e detta unit? per la trasmissione verso il dispositivo di controllo di informazioni associate alle immagini acquisite da tale pluralit? di elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini ? adatta alla trasmissione in modalit? wireless di tali informazioni.
Preferibilmente, le altezze prefissate sono predisposte in base ai percentili di statura dei soggetti da fotografare.
Pi? preferibilmente, queste altezze prefissate sono state predisposte in base ad un percentile di statura dei soggetti da fotografare compreso fra il 3? e il 97? percentile, ancora pi? preferibilmente pari al 3?, al 50? e/o al 97? percentile.
In via altrettanto preferita, tali altezze prefissate sono state predisposte in base ai percentili di statura dei soggetti da fotografare, di sesso femminile o sesso maschile.
In altre parole, a seconda del sesso, dell?et? o dell?etnia prevalente dei soggetti da fotografare, le altezze prefissate potranno essere predisposte diversamente.
Secondo una particolare modalit? di utilizzo di una forma di realizzazione del sistema secondo la presente invenzione, gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono posizionati ad altezze prefissate e ad angoli di inclinazione prefissati, predisposti in base ad una media fra i seguenti percentili di statura del soggetto da fotografare: 3? percentile di soggetti di sesso maschile, 50? di soggetti di sesso maschile, 97? percentile di sesso maschile, 3? percentile di soggetti di sesso femminile, 50? di soggetti di sesso femminile e 97? percentile di soggetti di sesso femminile.
Vantaggiosamente, l?installazione degli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini secondo una media dei diversi percentili della forma di realizzazione di cui al paragrafo precedente consente una distribuzione degli stessi sullo sviluppo della sopramenzionata struttura di supporto assolutamente coerente e robusta rispetto alle caratteristiche antropometriche ai soggetti da fotografare.
Questa forma di realizzazione pu? essere agevolmente utilizzata non solo per l?acquisizione di immagini e la ricostruzione digitale tridimensionale di forme anatomiche umane di individui adulti, ma anche di individui in et? puberale o prepuberale, per esempio tramite l?ausilio di un apposito rialzo o pedana.
Infatti, tale rialzo o pedana consente alla parte centrale e superiore del corpo di individui con un?altezza non compatibile con le altezze prefissate, alle quali gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono posizionati, di poter essere opportunamente fotografata da questi ultimi.
Preferibilmente, gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono generalmente posizionati ad altezze prefissate comprese fra 0 metri e 2,20 metri, pi? preferibilmente fra 0,10 metri e 2,10 metri rispetto a terra o al piano di calpestio.
Vantaggiosamente, il sistema secondo la presente invenzione prevede che gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini siano opportunamente disposti, in verticale, a differenti altezze prefissate l?uno rispetto all?altro e, in orizzontale, ad una data distanza l?uno rispetto all?altro fra elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini orizzontalmente adiacenti, cosicch? essi possano complessivamente acquisire un numero sufficiente e significativo di immagini tale da permettere all?unit? centrale di elaborazione di ricostruire un modello digitale tridimensionale delle forme anatomiche umane assolutamente accurato e fedele rispetto alle forme anatomiche reali del soggetto da fotografare.
Preferibilmente, tali elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini comprendono mezzi per l?acquisizione di immagini in sincrono.
Preferibilmente, tali elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini possono essere reciprocamente disposti in verticale ad almeno due, pi? preferibilmente almeno otto, ancora pi? preferibilmente almeno nove, differenti altezze prefissate su tale struttura di supporto.
Pi? preferibilmente, tali elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono reciprocamente disposti in verticale ad almeno otto altezze prefissate diverse fra loro.
In via del tutto preferita, gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono disposti in verticale a tredici differenti altezze prefissate su tale struttura di supporto.
In sostanza, gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono disposti verticalmente su pi? livelli, ciascuno dei quali sito a tale determinata altezza prefissata e al quale sono ubicati pi? elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
Preferibilmente, dal punto di vista del posizionamento reciproco su un asse orizzontale, tale data distanza degli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini lungo il sopramenzionato sviluppo della struttura di supporto ? pari a
in cui ? il raggio della circonferenza descritta dallo sviluppo della struttura di supporto e ? ? l?angolo al centro sotteso da una corda di lunghezza che unisce idealmente due elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini orizzontalmente adiacenti, e in cui ? inferiore o uguale a 90?.
Pi? preferibilmente, ? inferiore o uguale a 30?, ancora preferibilmente ? inferiore o uguale a 25?, in via del tutto preferita ? uguale a 20?.
Preferibilmente, il raggio della circonferenza descritta dallo sviluppo della sopramenzionata struttura di supporto pu? assumere un valore compreso fra 1 metro e 2 metri, pi? preferibilmente fra 1 metro e 1,4 metri, in via maggiormente preferita pari a 1,2 metri.
In altre parole, per una struttura di supporto con uno sviluppo avente una circonferenza di raggio R pari a 1,2 metri , fissato ? pari a 20?, in cui gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini siano disposti l?uno sopra l?altro in 18 colonne verticali e il numero di elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini per ciascuna colonna verticale varia tra 8 e 13, a seconda della colonna verticale; la distanza fra elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini orizzontalmente adiacenti ? pari a 0,417 m.
In via del tutto preferita, il numero totale di elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini della sopramenzionata pluralit? di elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini ? compreso fra 100-220, ancora pi? preferibilmente fra 140-210.
Preferibilmente, la struttura di supporto del sistema secondo la presente invenzione pu? essere sostanzialmente cilindrica ovvero pu? comprendere un?intelaiatura o una parete componibile di sezione orizzontale circolare o sostanzialmente circolare.
In via altrettanto preferita, la struttura di supporto del sistema secondo la presente invenzione, pi? precisamente l?intelaiatura o la parete componibile di tale struttura, pu? comprendere un varco.
Questo varco consente vantaggiosamente un comodo accesso al soggetto da fotografare all?interno della struttura stessa, la quale -come sopra detto ? presenta uno sviluppo atto a circondare il soggetto da fotografare.
Preferibilmente, l?intelaiatura della struttura di supporto del sistema secondo la presente invenzione comprende una pluralit? di colonne verticali sulle quali sono disposti, l?uno sopra all?altro a determinate distanze, gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
In altre parole, per una struttura di supporto con uno sviluppo avente una circonferenza di raggio R pari a 1,2 metri, fissato ? pari a 20?, in cui gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini siano disposti l?uno sopra l?altro in 18 colonne verticali, in cui una colonna verticale non ? presente per permettere la predisposizione del suddetto varco, e il numero di elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini ha un numero variabile tra 9 e 13 a seconda della colonna verticale, il numero totale di questi ? pari a 210.
Secondo una forma di realizzazione preferita del sistema della presente invenzione, ad almeno una data altezza prefissata o ad una pluralit? di date altezze prefissate, intermedie fra un?altezza minima ed un?altezza massima dal piano di calpestio.
Pi? preferibilmente, tali sensori ottici integrati presentando un asse ottico avente un primo angolo di inclinazione prefissato rispetto a tale piano orizzontale ed un secondo angolo di inclinazione prefissato rispetto a tale piano verticale, i sopramenzionati elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono reciprocamente disposti in verticale, in parte o nella loro totalit?, fra una prima altezza prefissata ed una seconda altezza prefissata, in cui il primo angolo di inclinazione e il secondo angolo di inclinazione sono nulli, precisamente per tali sensori ottici integrati di elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini compresi fra tale prima altezza prefissata e tale secondo altezza prefissata.
In via del tutto preferita, tale prima altezza prefissata ? compresa fra 0 m e fra 0,3 m rispetto a terra o al piano di calpestio e tale seconda altezza prefissata ? compresa fra 1,5 m e fra 1,7 m rispetto a terra o al piano di calpestio.
Secondo una particolare forma di realizzazione, gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono disposti in parte ad una determinata altezza prefissata diversa da tali date altezze prefissate, intermedie fra detta altezza minima ed detta altezza massima dal piano di calpestio, e tale primo angolo di inclinazione prefissato dell?asse ottico rispetto a tale direzione orizzontale di tali sensori ottici integrati detti elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini disposti in parte ad una determinata altezza prefissata diversa da dette date altezze prefissate ? compreso fra -45 e 45 gradi, preferibilmente fra ?38 e 38 gradi, e/o tale secondo angolo di inclinazione prefissato dell?asse ottico rispetto a tale direzione verticale di tali sensori ottici integrati di detti elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini disposti in parte ad una determinata altezza prefissata diversa da dette date altezze prefissate ? compreso fra -20 e 20 gradi, preferibilmente fra ? 17 e 17 gradi.
Secondo una forma di realizzazione alternativa, in generale, tale primo angolo di inclinazione prefissato dell?asse ottico rispetto a tale direzione orizzontale di tali sensori ottici integrati detti elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini ? compreso fra -45 e 45 gradi, preferibilmente fra ?38 e 38 gradi, e/o tale secondo angolo di inclinazione prefissato dell?asse ottico di tali sensori ottici integrati rispetto a tale direzione verticale ? compreso fra -20 e 20 gradi, preferibilmente fra ? 17 e 17 gradi.
Nello specifico, la configurazione secondo quest?ultima forma di realizzazione risulta particolarmente vantaggiosa quando il presente sistema viene utilizzato per l?acquisizione di immagini e la ricostruzione digitale tridimensionale di forme anatomiche umane in cui ? necessario reperire informazioni circa superfici del corpo che non si sviluppano longitudinalmente rispetto alla sopramenzionata direzione verticale della struttura o che si sviluppano longitudinalmente o ortogonalmente rispetto a quest?ultima direzione, ma sono parzialmente oscurate da altre parti del corpo, pi? esposte.
Per esempio, quest?ultima configurazione risulta particolarmente vantaggiosa per l?acquisizione e la ricostruzione digitale tridimensionale, nonch? per la successiva derivazione automatica di punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare, come cranio, parte superiore delle spalle e parte esterna delle braccia, parte interna delle braccia, parte interna delle gambe, parte corrispondente al sotto-coscia, piedi e/o parametri specifici corporei.
In via del tutto preferita, nei sensori ottici integrati di elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini disposti su elementi di sostegno o colonne verticali adiacenti il secondo angolo di inclinazione prefissato dell?asse ottico pu? essere differente.
Vantaggiosamente, la possibilit? di orientare i sensori ottici integrati degli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini secondo un asse ottico con una cos? elevata combinazione di angoli di inclinazione, che si tratti di tale primo angolo di inclinazione prefissato o tale secondo angolo di inclinazione prefissato, consente di organizzare su tale struttura di supporto, al momento dell?installazione del sistema secondo la presente invenzione, gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini a seconda delle esigenze dell?operatore e dell?applicazione desiderata per il sistema dell?invenzione, in maniera tale da reperire informazioni quanto pi? precise circa tutte le differenti parti anatomiche che caratterizzano la superficie esterna del soggetto da fotografare.
Preferibilmente, i sensori ottici integrati degli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono sensori fotografici, pi? preferibilmente sensori fotografici con sensori a pixel attivi, ancora pi? preferibilmente sensori fotografici con sensori a pixel attivi metallo-ossido-semiconduttore (MOS), in via del tutto preferita sensori fotografici con sensori a pixel attivi metallo-ossidosemiconduttore complementare (CMOS).
Secondo una forma di realizzazione particolare, i sensori ottici integrati degli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono sensori fotografici con sensori MOS complementare (CMOS) ad alta risoluzione e con interfaccia MIPI CSI, pi? precisamente sono sensori fotografici Omnivision OV5640 (1/4?? sensore CMOS da 5 megapixel).
Vantaggiosamente, in funzione delle sue modalit? applicative e delle esigenze dell?operatore, il presente sistema pu? comprendere un numero di elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini variabile e personalizzabile.
Resta inteso che, rispetto ad un sistema con un minor numero, per esempio 80, di elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini e comprendente sensori ottici integrati con una risoluzione elevata, per esempio superiore a 5 megapixel, in forme di realizzazione del presente sistema comprendenti un numero pi? elevato di elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, ma comprendenti sensori ottici integrati con una risoluzione inferiore, per esempio pari a 5 megapixel, l?operazione di acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini determina in ogni caso una ricostruzione di un modello digitale tridimensionale a partire dalle informazioni associate a tali immagini in maniera assolutamente efficiente.
Nello specifico, rispetto ad un sistema con un minor numero di elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini e comprendente sensori ottici integrati con una risoluzione pi? elevata, un sistema secondo la presente invenzione comprendente un numero pi? elevato di elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, ma comprendente sensori ottici integrati con una risoluzione inferiore, consente una ricostruzione di un modello digitale tridimensionale persino pi? efficiente, dato il maggior numero di angolazioni disponibili a cui tali elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono posizionati rispetto ad un dato punto del soggetto da fotografare, per esempio superfici del corpo che non si sviluppano longitudinalmente rispetto alla sopramenzionata direzione verticale della struttura o che si sviluppano longitudinalmente o ortogonalmente rispetto a quest?ultima direzione, ma sono parzialmente oscurate da altre parti del corpo, pi? esposte, risolvendo cos? il sopramenzionato problema tecnico, peraltro senza la necessit? di ruotare il soggetto da fotografare o variare l?angolo di inclinazione dei sensori ottici integrati degli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
In via del tutto vantaggiosa, a partire da un modello digitale tridimensionale cos? ricostruito, anche la successiva derivazione in maniera automatica di punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare, e/o parametri specifici corporei potr? essere eseguita in maniera del tutto efficiente.
In via del tutto preferita, ciascuno degli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini comprende una scheda di memoria nella quale ? salvata una sequenza di istruzioni atta a consentire l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
In altre parole, su tale scheda di memoria ? salvato un programma del tipo componente logico permanente o firmware atto a consentire l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
Secondo un aspetto particolare del sistema per l?acquisizione di immagini della presente invenzione, tramite la sopramenzionata unit? per la trasmissione delle informazioni associate alle immagini acquisite il dispositivo di controllo ? in grado di inviare agli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini comandi per l?esecuzione dell?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
Dunque, l?unit? per la trasmissione delle informazioni associate alle immagini acquisite il dispositivo di controllo, non solo pu? essere predisposta per l?invio in modalit? wireless di informazioni associate alle immagini acquisite da tali elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini al dispositivo di controllo, ma ? anche predisposta per inviare comandi - opzionalmente in modalit? wireless -dal dispositivo di controllo a tali elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
In questo modo, in via estremamente vantaggiosa, l?operatore potr? istruire il dispositivo di controllo di eseguire l?acquisizione istantanea e sincronizzata delle immagini e questo invier? istantaneamente il comando relativo a tutti i dispositivi di acquisizione di immagini, cosicch? l?acquisizione stessa avvenga nell?immediato e in sincrono.
Secondo una forma di realizzazione particolare del sistema dell?invenzione, ciascuno degli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini pu? comprendere un?unit? integrata per la trasmissione in modalit? wireless delle informazioni associate alle immagini acquisite e/o per la ricezione di detti comandi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
Secondo un?ulteriore forma di realizzazione del sistema dell?invenzione, la sopramenzionata unit? per la trasmissione in modalit? wireless delle informazioni associate alle immagini acquisite ? integrata con il dispositivo di controllo.
Preferibilmente, il dispositivo di controllo, eventualmente tramite l?unit? per la trasmissione delle informazioni associate alle immagini acquisite, pu? comunicare con un terminale comprendente un?interfaccia per l?interazione con un operatore; pi? preferibilmente, tale terminale ? un PC, un totem, un palmare, un tablet o uno smartphone.
Pi? preferibilmente, l?unit? per la trasmissione delle informazioni associate alle immagini acquisite ed il terminale comprendente un?interfaccia per l?interazione con un operatore sono entrambi integrati con il dispositivo di controllo.
In via del tutto vantaggiosa, su tale terminale pu? essere installato un programma o un?applicazione per permettere all?operatore di controllare l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini e di visualizzare il modello digitale tridimensionale ricostruito dall?unit? centrale di elaborazione, nonch? punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei, derivati in maniera automatica dal modello digitale tridimensionale cos? ricostruito.
Alternativamente, il dispositivo di controllo pu? comprendere un?interfaccia per l?interazione con un operatore ed opzionalmente per la presentazione audio-video di informazioni.
Tale presentazione audio-video pu? per esempio essere in forma di un report analitico generato in maniera automatica e specifico di determinati punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo umano, parametri specifici corporei e/o rispettivi valori di confronto, come si vedr? nel seguito, in cui tale report analitico ? a disposizione dell?operatore, quale un medico, un chirurgo, un odontoiatra o un odontotecnico, per successive valutazioni.
Preferibilmente, tale dispositivo di controllo ? un elaboratore sul quale pu? essere vantaggiosamente installato un programma o un?applicazione per permettere all?operatore di controllare l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini e di visualizzare il modello digitale tridimensionale ricostruito dall?unit? centrale di elaborazione, nonch? punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei derivati in maniera automatica dal modello digitale tridimensionale cos? ricostruito.
In via del tutto generale, il sopramenzionato terminale comprendente un?interfaccia per l?interazione con un operatore e/o tale elaboratore possono vantaggiosamente essere dotati di capacit? di elaborazione locale in grado di gestire la parte interattiva dell?elaborazione (per esempio, la gestione di parte di dati e/o informazioni con l?operatore) alleggerendo il carico di informazioni da processare all?interno dell?unit? di elaborazione centrale.
In via del tutto preferita, la sopramenzionata unit? centrale di elaborazione pu? essere connessa in modalit? wireless al dispositivo di controllo tramite una rete WLAN/LAN.
Alternativamente, il dispositivo di controllo e l?unit? di elaborazione centrale sono integrate in un unico dispositivo.
Secondo una forma di realizzazione ancora alternativa, l?unit? centrale di elaborazione pu? essere connessa al dispositivo di controllo tramite una rete WAN (Wide Area Network), per esempio tramite l?ausilio di almeno un modem e/o router.
Secondo quest?ultima forma di realizzazione, l?unit? centrale di elaborazione pu? vantaggiosamente essere ubicata in una posizione remota rispetto alla pluralit? di dispositivi, all?unit? per la trasmissione delle informazioni associate alle immagini acquisite e al dispositivo di controllo.
Preferibilmente, l?unit? di elaborazione centrale pu? comprendere una centralina di controllo, in cui la centralina di controllo comprende almeno un?unit? di calcolo per la ricostruzione di un modello digitale tridimensionale a partire da tali informazioni associate alle immagini acquisite.
Pi? preferibilmente, tale almeno un?unit? di calcolo ? in grado di derivare in maniera automatica da tale modello digitale tridimensionale punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei.
Dunque, in maniera molto vantaggiosa, grazie alle sue caratteristiche peculiari, con particolare riferimento agli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, in particolare alla loro tipologia, numero e distribuzione sulla struttura di supporto, il sistema secondo la presente invenzione permette dapprima di effettuare una scansione di tipo fotogrammetrico tramite tali elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini e, dopo l?invio e l?elaborazione delle informazioni associate a tali immagini cos? acquisite digitalizzando le forme anatomiche del soggetto cos? fotografato con accuratezza dell?ordine del millimetro, consente di derivare automaticamente e in maniera particolarmente efficiente punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei da un modello digitale tridimensionale opportunamente ricostruito.
In particolare, risulta possibile ottenere indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare, anche relativamente minute, nell?ordine di 1 mm<3>.
In altre parole, il sistema secondo la presente invenzione permette di risolvere efficacemente il suddetto problema tecnico ed in particolare permette di eseguire in maniera automatica dapprima la procedura di acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, poi l?invio di informazioni associate ad esse ed infine la ricostruzione di un modello digitale tridimensionale, nonch? la derivazione automatica da questo di punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei da tale modello digitale tridimensionale, ricostruendo in maniera efficiente anche porzioni, per cos? dire, minute del corpo umano, il cui volume ? un indicatore morfologico importante, in cui tutte queste operazioni vengono solitamente effettuate in maniera, per cos? dire, pi? rudimentale, con riferimento ai sistemi in commercio con riferimento all?arte nota.
Secondo una forma di realizzazione preferita del sistema secondo l?invenzione, l?unit? di elaborazione centrale pu? comprendere preferibilmente almeno un?unit? di memoria atta alla memorizzazione di tale modello digitale tridimensionale e/o di punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei.
Pi? preferibilmente, l?unit? di memoria pu? comprendere almeno un database atto a memorizzare e/o sul quale sono memorizzati corrispondenti valori normali standard di punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo umano e/o parametri specifici corporei.
In via maggiormente preferita, su tale almeno un database sono memorizzati modelli tridimensionali, punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei derivati in maniera automatica in occasione di acquisizioni di immagini del soggetto da fotografare effettuate in precedenza.
In particolare, ai sensi della presente invenzione, con l?espressione ?valori normali standard? si intendono valori di punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo umano e/o parametri specifici corporei disponibili nella letteratura scientifica, ad esempio in manuali anatomici, e/o reperibili su banche dati pubbliche.
Coerentemente, il suddetto database pu? essere periodicamente aggiornato in modo da comprendere valori normali standard di punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo umano e/o parametri specifici corporei che siano coerenti con corrispondenti valori normali standard aggiornati secondo la letteratura scientifica pi? recente.
In via del tutto preferita, l?unit? di elaborazione centrale pu? comprendere mezzi di valutazione atti a confrontare i sopramenzionati punti di repere, le misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o i parametri specifici corporei derivati in maniera automatica da tale modello digitale tridimensionale con tali corrispondenti valori normali standard memorizzati in detto almeno un database.
In altre parole, la presente invenzione mette a disposizione un sistema in grado di acquisire in maniera istantanea e sincronizzata immagini di un soggetto da fotografare, trasmettere informazioni associate a queste, opzionalmente in modalit? wireless, e ricostruire automaticamente un modello digitale tridimensionale di forme anatomiche del soggetto da fotografare, nello specifico per fotogrammetria, tramite l?ausilio di un?unit? di elaborazione centrale, la quale in particolare non necessariamente ? ubicata nel luogo di installazione degli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, della struttura di supporto ai quali sono ancorati, del dispositivo di controllo dell?almeno un?unit? per la trasmissione delle informazioni associate alle immagini acquisite.
Secondo una modalit? operativa preferita del presente sistema, l?unit? di elaborazione centrale ? ubicata in un luogo differente rispetto a quello in cui sono installate le restanti unit? del sistema dell?invenzione.
Quest?ultima possibilit? permette vantaggiosamente una migliore e pi? centralizzata gestione delle informazioni relative alle immagini acquisite, nonch? una maggior efficienza e potenza di calcolo nella ricostruzione del modello digitale tridimensionale del soggetto fotografato, nel calcolo dei punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei derivati in maniera automatica e nel confronto fra questi ultimi con valori normali standard.
Infatti, secondo questa modalit?, non ? necessario installare software complessi per la ricostruzione del modello digitale tridimensionale per esempio su un elaboratore presso il luogo di acquisizione delle immagini, determinando una semplificazione sia dal punto di vista dell?installazione della componentistica hardware del sistema presso il luogo di acquisizione delle immagini, sia dei software necessari per l?utilizzo della componentistica hardware del sistema, nonch? per l?assistenza tecnica durante eventuali malfunzionamenti dell?unit? centrale di elaborazione.
Inoltre, vi ? da dire che il database del presente sistema permette dunque di memorizzare valori normali standard e/o con punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei derivati in maniera automatica in occasione di acquisizioni di immagini del soggetto da fotografare effettuate in precedenza, e confrontare, tramite l?unit? di calcolo del sistema, questi valori con punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei derivati in maniera automatica da tale modello digitale tridimensionale.
L?operatore, come si vedr? di seguito in relazione al procedimento secondo la presente invenzione, potr? dunque vantaggiosamente avere a propria disposizione, non solo modelli tridimensionali, punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei derivati in maniera automatica da tale modello digitale tridimensionale, ma anche risultanti valori di confronto, utili per valutazioni successive.
In particolare, tali punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei derivati in maniera automatica da tale modello digitale tridimensionale, nonch? tali risultati valori di confronto, potranno essere utili per valutazioni, in particolare, nell?ambito medico, per esempio nella costruzione di protesi o ausili correttivi, nella verifica e/o monitoraggio della postura, nella verifica e/o monitoraggio di variazioni funzionali della colonna vertebrale e del cranio, nella mappatura di nevi della pelle e/o di altre manifestazioni cutanee.
La presente invenzione fornisce inoltre informazioni e strumenti particolarmente utili per il medico specialista nell?ambito di diagnosi e/o valutazioni di condizioni patologiche e/o anomalie conformazionali, specie in patologie della colonna vertebrale, come cifosi, lordosi e scoliosi, del cranio, come plagiocefalia, nonch? della pelle, come patologie associate a manifestazioni cutanee e/o nella valutazione di ustioni della pelle.
La presente invenzione fornisce inoltre informazioni e strumenti particolarmente utili per il medico o chirurgo specialista, per l?odontoiatra o l?odontotecnico, nell?ambito di valutazioni pre- e post-trattamento medico, chirurgico o odontoiatrico.
Un altro campo di utilizzo del sistema secondo la presente invenzione ? quello estetico, per esempio nella rilevazione di inestetismi, macchie e/o pigmentazione della pelle o dell?invecchiamento o nel monitoraggio della massa corporea, specie nell?ambito di trattamenti estetici di dimagrimento, diete o programmi di dimagrimento, irrobustimento o allenamento fisico, nonch? nell?ambito del monitoraggio della calvizie e/o della desiderata copertura della cute da peli e/o capelli.
Il presente sistema pu? altres? essere utilizzato nell?ambito sportivo o della sicurezza sul lavoro, per esempio per la predisposizione di adatti dispositivi di protezione individuale, del tessile e dell?abbigliamento, della subacquea, e/o in ambito aeronautico o aerospaziale, per esempio per la predisposizione di adatte tute o mute, anche personalizzate.
In accordo con la presente invenzione, il sopramenzionato problema tecnico ? risolto altres? tramite un procedimento per l?acquisizione di immagini e la ricostruzione digitale tridimensionale di forme anatomiche umane che pu? essere eseguito tramite l?ausilio una qualsiasi delle forme di realizzazione del sistema dell?invenzione.
Il procedimento dell?invenzione comprende i seguenti passaggi: - acquisire in maniera istantanea e sincronizzata immagini di un soggetto da fotografare;
- trasmettere, opzionalmente in modalit? wireless, informazioni associate alle immagini cos? acquisite;
- ricostruire un modello digitale tridimensionale di forme anatomiche di detto soggetto da fotografare a partire dalle informazioni associate alle immagini acquisite e trasmesse,
in cui il passaggio di ricostruzione di un modello digitale tridimensionale ? eseguito per fotogrammetria.
Pi? preferibilmente, il procedimento per l?acquisizione di immagini e la ricostruzione digitale tridimensionale di forme anatomiche umane secondo l?invenzione comprende i seguenti passaggi ulteriori:
- derivare in maniera automatica da detto modello digitale tridimensionale punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei;
- opzionalmente, confrontare tali punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei derivati in maniera automatica da tale modello digitale tridimensionale con corrispondenti valori normali standard e/o con punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei derivati in maniera automatica in occasione acquisizioni di immagini del soggetto da fotografare effettuate in precedenza, ottenendo rispettivi valori di confronto.
Pi? preferibilmente, tali parametri specifici corporei derivati in maniera automatica da tale modello digitale tridimensionale si riferiscono alla conformazione del dorso, del tronco, degli arti e/o del cranio del soggetto da fotografare, cos? fotografato, e tali valori normali standard si riferiscono alla conformazione del dorso, del tronco, degli arti e/o del cranio in esseri umani.
In via del tutto preferita, il procedimento secondo l?invenzione comprende il passaggio ulteriore di rendere disponibili ad un operatore detto modello digitale tridimensionale e/o detti punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo umano, parametri specifici corporei e/o detti rispettivi valori di confronto, preferibilmente tramite una presentazione audiovideo.
Tale presentazione audiovideo pu?, per esempio, essere in forma di un report analitico generato in maniera automatica e specifico di determinati punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo umano, parametri specifici corporei e/o detti rispettivi valori di confronto, in cui tale report analitico ? a disposizione dell?operatore, quale un medico, un chirurgo, un odontoiatra o un odontotecnico, per successive valutazioni.
Dunque, in accordo con una forma di attuazione preferita del presente procedimento, tramite la ricostruzione di tale modello digitale tridimensionale, l?operatore pu? vantaggiosamente valutare la conformazione del dorso, del tronco, degli arti e/o del cranio del soggetto cos? fotografato, anche in relazione a valori normali standard cos? memorizzati.
Le caratteristiche ed i vantaggi del sistema per l?acquisizione di immagini e la ricostruzione digitale tridimensionale di forme anatomiche umane secondo l?invenzione risulteranno dalla descrizione dettagliata, fatta qui di seguito, e di sue forme di realizzazione date a titolo indicativo e non limitativo con riferimento ai disegni allegati.
Breve descrizione dei disegni
La Figura 1 rappresenta schematicamente una prima forma di realizzazione preferita del sistema secondo la presente invenzione.
La Figura 2 illustra alcuni modelli tridimensionali ricostruiti tramite il sistema della presente invenzione di un soggetto da fotografare secondo diverse posture, ciascuna mostrata in una differente immagine da a) a g).
Nella Figura 3a vengono illustrate piramidi di proiezione dei sensori ottici integrati in una coppia di elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini del sistema secondo la presente invenzione, nonch? le grandezze utilizzate per posizionare gli elementi nello spazio e l?indicazione degli assi di riferimento degli elementi.
La Figura 3b mostra una vista schematica dall?alto della struttura di supporto del sistema di cui alla seconda forma di realizzazione, in cui sono evidenziati con numeri romani gli elementi di sostegno o colonne verticali.
La Figura 4a rappresenta una tabella comprendente le lunghezze caratteristiche di alcuni segmenti corporei rappresentativi in funzione del sesso, uomo (U) e donna (D), e delle caratteristiche antropometriche di un soggetto da fotografare corrispondenti al 3? percentile (3? p), 50? percentile (50? p) e 97? percentile (97? p) per soggetti di et? maggiore di 20 anni, nonch? i diametri di cilindri ideali nei quali tali parti del corpo sono inscritte.
La Figura 4b contiene una schematizzazione del corpo umano mediante cilindri, utilizzata per la disposizione ottimale dei dispositivi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini intorno al corpo umano.
La Figura 5 rappresenta una tabella comprendente informazioni circa gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini presenti in una seconda forma di realizzazione del sistema secondo l?invenzione, in particolare vengono fornite informazioni circa la loro distribuzione sulla struttura di supporto e circa l?orientamento del primo e del secondo angolo di inclinazione dell?asse ottico dei sensori ottici in essi integrati.
La Figura 6a mostra la vista frontale della distribuzione spaziale dei dispositivi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini del sistema secondo la forma di realizzazione dell?invenzione di cui alla Figura 5.
La Figura 6b mostra la vista superiore e la vista laterale della distribuzione spaziale dei dispositivi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini del sistema secondo la forma di realizzazione dell?invenzione di cui alla Figura 5.
La Figura 7 mostra un esempio di realizzazione costruttiva della struttura di supporto del sistema di cui alla Figura 1 o alla Figura 5, in particolare viene mostrata una struttura di supporto modulare comprendente elementi di supporto, pannelli di supporto laterali ad essi ancorati, nonch? un elemento di copertura superiore, ancorato a tali elementi di supporto.
La Figura 8 mostra un diagramma di flusso esemplificativo delle diverse fasi di una forma di applicazione del procedimento secondo la presente invenzione.
La Figura 9 mostra un esempio di ricostruzione tridimensionale di un soggetto, acquisito nella postura standard, con l?indicazione del piano di terra, del piano frontale e del piano sagittale.
La Figura 10 mostra un esempio di procedura per l?estrazione di un punto di repere da un modello digitale tridimensionale di un soggetto.
La Figura 11 mostra le due curvature massime e minime di un punto appartenente ad una superficie di tale modello digitale tridimensionale, dalle quali ? calcolata la curvatura di gauss per il punto.
La Figura 12 mostra il soggetto da fotografare durante tre rispettive fasi di acquisizione in cui il soggetto assume tre diverse posture: standard, Adams, T-pose, unitamente ai modelli tridimensionali digitali ricostruiti durante la successiva fase di ricostruzione, nel quale sono mostrati punti di repere o landmark anatomici, misure antropometriche e indici volumetrici specifici. In particolare, nella figura a sinistra ? mostrato un modello tridimensionale ricostruito a partire dalla postura standard, nel quale sono mostrati punti di repere e distanze angolari; nella figura al centro, ? mostrato un modello tridimensionale ricostruito a partire dalla postura standard, nel quale sono mostrati punti di repere dai quali ? ottenuto un indice volumetrico corporeo; nella figura a destra, ? mostrato un modello tridimensionale ricostruito a partire dalla postura T-pose, nel quale sono mostrati punti di repere e una misura antropometrica di distanza lineare, tutte informazioni necessarie per la produzione di una ortesi spinale su misura.
Descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite Nella Figura 1 ? illustrato un sistema 1 per l?acquisizione di immagini e la ricostruzione digitale tridimensionale di forme anatomiche umane, in accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione.
Il sistema 1 comprende innanzitutto una pluralit? di elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini e per l?invio in modalit? wireless di informazioni associate alle immagini acquisite.
Come ? possibile notare, in Figura 1 vengono mostrati solamente quattro su un totale di centotrentasei elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
Gli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono ancorati in maniera fissa ad una struttura di supporto 5, per esempio ancorati tramite appositi mezzi di avvitamento o di aggancio ad appositi elementi di sostegno 5a della struttura di supporto 5.
La piastra metallica non viene illustrata perch? del tutto convenzionale.
Gli elementi di sostegno 5a sono essenzialmente costituiti da pali realizzati in materiale metallico e/o plastico.
Nella forma di realizzazione illustrata in figura, ? presente un numero totale di diciassette colonne verticali o elementi di sostegno 5a, su ciascuno dei quali sono ancorati in maniera fissa un numero pari a otto elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, a seconda della colonna verticale.
La struttura di supporto 5 presenta uno sviluppo 6 atto a circondare un soggetto da fotografare.
Lo sviluppo 6 ? di forma sostanzialmente circolare e gli elementi di sostegno 5a sono opportunamente disposti lungo lo sviluppo 6 in maniera tale da circondare essi stessi il soggetto da fotografare nella maniera pi? completa possibile, ovvero in modo che l?assieme delle immagini acquisite mediante gli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini ancorati agli elementi di sostegno 5a possano riprendere la totalit? del soggetto da fotografare, comprese le zone corporee per le quali ? pi? difficile acquisire immagini.
Il soggetto da fotografare trover? spazio per sostare comodamente al centro della struttura di supporto 5.
In particolare, il soggetto da fotografare potr? posizionarsi al centro della struttura di supporto 5 attraversando un varco 5b realizzato in essa e posto fra due elementi di sostegno 5a consecutivi.
Il soggetto da fotografare potr? eventualmente mantenere una posizione eretta al momento dell?acquisizione dell?immagine.
In particolare, il soggetto da fotografare potr? mantenere una cosiddetta postura standard, secondo la norma ISO 20685-1:2018, in cui il soggetto da fotografare ? in posizione eretta con la testa che guarda in avanti, i piedi sono paralleli alle spalle, le articolazioni della spalla sono abdotte a circa 20? rispetto ai lati del busto e i gomiti sono leggermente flessi, i palmi delle mani sono rivolti l?uno verso l?altro.
Si veda la Figura 2, immagine a), in cui ? mostrato un modello tridimensionale ricostruito per acquisizione di immagini di un soggetto cos? fotografato.
Il soggetto da fotografare potr? alternativamente mantenere una postura diversa da quella standard, per esempio la cosiddetta postura ?relaxed? di cui alla Figura 2, immagine b), al momento dell?acquisizione dell?immagine.
Una illustrazione esemplificativa della postura e di altre posture, quali ?sitting?, ?Adams?, ?T-pose?, ?Cranio-pose? e ?AFO-pose?, ? mostrata alla Figura 2 e in particolare rispettivamente alle immagini da c) a g).
Gli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, ancorati in maniera fissa alla struttura di supporto 5, sono reciprocamente disposti verticalmente ad altezze prefissate.
La distanza relativa in dimensione verticale tra i centri di due sensori ottici integrati di due elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini verticalmente adiacenti ? indicata con dvi.
Tali elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono altres? reciprocamente disposti ad una data distanza
lungo lo sviluppo 6 della struttura di supporto 5.
In termini generali, nel sistema 1 secondo la presente invenzione ? previsto che elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini orizzontalmente adiacenti e posti alla medesima altezza prefissata presentino una data distanza ovvero una distanza prestabilita.
Allo stesso modo, elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini verticalmente adiacenti, ovvero allineati verticalmente, nello specifico sul medesimo elemento di sostegno 5a, presentano differenti altezze prefissate.
In particolare, nella presente forma di realizzazione gli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono stati distribuiti ed installati sulla struttura di supporto in modo da consentire una corretta acquisizione di immagini che sia particolarmente fedele alle forme anatomiche del soggetto da fotografare nelle zone corporee del tronco, delle gambe e dei piedi.
In altre parole, tornando alla forma di realizzazione illustrata in Figura 1, su ogni elemento di sostegno 5a sono ancorati otto elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, disposti a otto differenti altezze prefissate e distribuiti in maniera equidistante l?uno dall?altro lungo ciascun elemento di sostegno 5a.
Sebbene non rappresentato in figura per semplicit? di illustrazione, il sistema 1 comprende dunque, posizionati su diciassette diversi elementi di sostengo 5a, otto elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini per ognuna delle sopramenzionate differenti otto altezze prefissate e per un totale, appunto, di centotrentasei elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini. La posizione e l?orientamento degli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini che comprendono sensori ottici integrati ? definita dalle seguenti variabili (si veda la Figura 3a):
? numero di sensori fotografici da disporre in direzione verticale su ogni colonna verticale
? distanza in direzione verticale tra i centri di due sensori fotografici adiacenti
? altezza verticale dal piano di calpestio del primo sensore fotografico posizionato sulla colonna verticale ?;
? primo angolo di inclinazione dell?asse ottico del sensore fotografico nella sua direzione laterale, corrispondente al cosiddetto ?pitch? o beccheggio
? secondo angolo di inclinazione dell?asse ottico del sensore fotografico intorno alla direzione normale del piano del sensore fotografico, corrispondente al cosiddetto ?yaw? o imbardata
Gli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini comprendono sensori ottici integrati, il cui asse ottico presenta un primo angolo di inclinazione, corrispondente al cosiddetto ?pitch? o beccheggio, nonch? un secondo angolo di inclinazione, corrispondente al cosiddetto ?yaw? o imbardata, pari a zero.
Il numero di sensori ottici integrati da disporre in direzione verticale ungo ciascun elemento di sostegno 5a ? data dalla relazione seguente I:
;
in cui
? round (?) ? la funzione che approssima un numero decimale al numero intero pi? vicino;
? ? l?altezza di un cilindro rappresentativo del tronco, in questo caso, o della parte del corpo specifica, pi? in generale, del soggetto da fotografare, nel quale cilindro il tronco pu? essere idealmente iscritto, e dove l si basa sui percentili di altezza del tronco, in questo caso, o della parte del corpo specifica, pi? in generale, dei soggetti da fotografare; in particolare, secondo la presente forma di realizzazione, si basa sul 97? percentile di altezza del tronco di individui di sesso maschile di cui alla tabella di Figura 4a;
? ? l?altezza del rettangolo descritto dalla piramide di proiezione del sensore ottico integrato negli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sul piano tangente al cilindro rappresentativo del tronco del soggetto da fotografare, nel punto in cui l?asse ottico del sensore ottico integrato interseca tale cilindro; nel caso di questa forma di realizzazione ( = 524 mm) (si veda specificatamente l?esemplificazione rappresentata nella Figura 3a);
? ? un valore adimensionale compreso fra 0 e 1 corrispondente ad un indice di sovrapposizione tra due rettangoli di proiezione suddetti per due elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini adiacenti nella direzione orizzontale.
Preferibilmente e con riferimento alla presente forma di realizzazione, nel sistema secondo la presente invenzione tale valore n ? pari a 0.6 ovvero, come illustrato nella Figura 3a, due rettangoli di proiezione di elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini adiacenti nella direzione verticale hanno una sovrapposizione del 60%.
Vantaggiosamente, con n uguale a 0.6, il sistema secondo la presente invenzione ha permesso una corretta acquisizione di immagini e una successiva ricostruzione di un modello digitale tridimensionale particolarmente robusta ed accurata.
La distanza in direzione verticale tra il centro di due sensori ottici integrati di due elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini verticalmente adiacenti ? data dalla relazione seguente (II):
II
in cui ncv e l sono come definiti sopra con riferimento alla relazione I.
Nello specifico, si ? fatto riferimento ad un unico cilindro nel quale fossero inscritte le parti del corpo denominate tronco, gambe e piedi; il diametro del cilindro considerato ? stato considerato uguale a 400 mm, tale diametro corrispondendo al diametro del tronco riportato nella tabella di cui alla Figura 4a.
Inserendo nella suddetta relazione I il valore
(lunghezza del cilindro del tronco-gamba-piede del soggetto uomo, 97? percentile, si veda la tabella di cui alla Figura 4), ? stato ottenuto un numero ncv uguale a otto di elementi 2 per l?acquisizione automatica e sincronizzata di immagini da disporre lungo ciascun elemento di supporto 5a e nella direzione verticale.
Tale numero di elementi 2 per l?acquisizione automatica e sincronizzata di immagini ? sufficiente a garantire un?efficiente acquisizione di immagini, sufficiente per ricostruire un modello digitale tridimensionale di un soggetto da fotografare, di sesso maschile o femminile, le cui dimensioni corporee rientrino in un qualsiasi percentile.
La distanza verticale relativa dei sensori fotografici dv ? ottenuta inserendo nella relazione II il valore ovvero in termini numerici ? = 202 mm.
Nello specifico, l?altezza prefissata dal piano di calpestio del primo livello di elementi 2 per l?acquisizione automatica e sincronizzata di immagini ? ? impostata pari a 256 mm.
Con riferimento alla Figura 3a, in cui ? rappresentato il rettangolo descritto dalla piramide di proiezione del sensore ottico integrato negli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sul piano tangente al cilindro rappresentativo del tronco del soggetto da fotografare, tale rettangolo descritto dalla piramide di proiezione del sensore ottico integrato presenta rispettivamente, in direzione verticale, un?altezza ac pari a 524 mm, in direzione orizzontale, una lunghezza bc pari a 717 mm.
Via via dal primo all?ottavo livello, gli elementi 2 per l?acquisizione automatica e sincronizzata di immagini sono stati quindi disposti ed installati secondo una distribuzione circolare sulla struttura di supporto 5, avente una circonferenza di raggio ? pari a 1200 mm, in modo da garantire una distanza focale minima tra il sensore fotografico e il corpo umano di 1000 mm (considerando il diametro corporeo pari a 400 mm, si ottiene infatti un raggio della circonferenza dal valore pari a 1200 mm).
L?angolo di ripetizione circolare ? ? stato impostato pari a 20 gradi.
Considerando un angolo di ripetizione circolare pari a 20 gradi, si hanno sulla circonferenza un numero di colonne verticali pari a 18; considerando che il numero di sensori fotografici previsti per ogni colonna verticale ? pari a 8, ne deriva teoricamente un numero di sensori fotografici pari a 144 del sistema. Tuttavia, nella realizzazione costruttiva, la colonna verticale numero V (Figura 3b) ? stata rimossa e lascia spazio ad un varco di ingresso, pertanto si ottiene il numero di 136 sensori fotografici, pari a 8 sensori fotografici per 17 colonne verticali. Nella Figura 3b ? mostrata schematicamente una vista dall?alto della struttura di supporto alla quale gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini di cui alla presente forma di realizzazione sono ancorati, compresa la nomenclatura delle colonne verticali, l?indicazione dell?angolo di ripetizione circolare e il raggio del dispositivo. Nello specifico, a ciascun numero romano da I a XVII corrisponde un elemento di supporto o colonna verticale sui quali sono disposti gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
Tale distribuzione degli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, nonch? lo specifico orientamento dell?asse ottico dei sensori ottici integrati in essi, come si vedr? nel seguito, ha consentito di acquisire immagini sufficienti per la ricostruzione di un modello tridimensionale del corpo umano del soggetto da fotografare nella sua interezza. Difatti, il centro del sensore fotografico pi? alto in ogni colonna verticale si trova ad una altezza pari a 1670 mm (256 7?202 mm); sommando a questo numero la parte dell?altezza del rettangolo dell?ultimo sensore fotografico (0.4 ? ac), si ottiene una altezza complessiva di acquisizione pari a 1880 mm, che ? pari all?altezza totale del percentile pi? alto (uomo, 97 percentile). Difatti, l?altezza verticale dal piano di calpestio del primo sensore fotografico a partire dal piano di calpestio (pari a 256 mm) ? stata determinata considerando questo aspetto.
In particolare, grazie alla cos? predisposta distribuzione dei dispositivi sulla struttura di supporto, nonch? grazie allo specifico orientamento dell?asse ottico dei sensori ottici integrati in essi, il sistema secondo la presente invenzione consente una corretta acquisizione di immagini e la successiva ricostruzione di un modello tridimensionale, mantenendo ciascun dispositivo ancorato in maniera fissa alla struttura di supporto ovvero senza la necessit? di variare l?orientamento dell?asse ottico dei sensori ottici integrati in essi, consentendo l?acquisizione di qualsiasi soggetto umano da fotografare.
I sensori ottici integrati degli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono sensori fotografici, in particolare sensori fotografici del tipo Omnivision OV5640 1/4? color CMOS QSXGA 5megapixel image sensor with OmniBSI.
Come evidente dalla Figura 1, il sistema 1 secondo la presente invenzione comprende altres? un?unit? di elaborazione centrale 4 per la ricostruzione in maniera automatica di un modello digitale tridimensionale a partire dalle informazioni associate alle immagini acquisite dagli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, un dispositivo di controllo 9 in grado di trasmettere all?unit? di elaborazione centrale 4 tali informazioni associate alle immagini cos? acquisite e/o di ricevere informazioni relative a tale modello digitale tridimensionale.
Il sistema 1 comprende inoltre almeno un?unit? 3 per la trasmissione in modalit? wireless di tali informazioni associate alle immagini acquisite, provenienti dalla pluralit? di elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, verso il dispositivo di controllo 9.
Nello specifico, il dispositivo di controllo 9 e l?unit? 3 per la trasmissione di informazioni in modalit? wireless sono integrati in un unico dispositivo 8.
L?unit? 3 ? infatti collegata con il dispositivo di controllo 9 e pu? comunicare con l?unit? di elaborazione centrale 4 tramite una rete WAN ovvero tramite l?ausilio di almeno un modem e/o router, posizionato in loco, non illustrato perch? del tutto convenzionale e comunque non compreso nel presente sistema.
In particolare, tale modem e/o router pu? essere un convenzionale modem per connessione ADSL, per esempio tramite fibra ottica, ed in grado di comunicare con il dispositivo di controllo 9 e con l?unit? di elaborazione centrale 4 tramite una rete dedicata.
L?unit? 3 pu? alternativamente essere collegata con il dispositivo di controllo 9 e pu? comunicare con l?unit? di elaborazione centrale tramite una rete wireless autonoma, per esempio una rete mobile, 4G o 5G.
Secondo questa particolare forma di realizzazione del sistema secondo la presente invenzione, take rete wireless autonoma rende il sistema 1 dell?invenzione indipendente da una rete WiFi esistente, per esempio una rete pubblica o aziendale, e quindi consente al sistema di non risentire di eventuali anomalie di tale rete WiFi esistente che ne comprometterebbero il funzionamento.
Secondo quest?ultima forma di realizzazione, l?unit? centrale di elaborazione 4 pu? vantaggiosamente essere ubicata in una posizione remota rispetto alla pluralit? di elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, all?unit? di trasmissione 3 e al dispositivo di controllo 9.
Inoltre, tramite l?unit? 3 per la trasmissione in modalit? wireless di informazioni associate alle immagini acquisite il dispositivo di controllo 9 ? in grado di inviare agli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini comandi per l?esecuzione dell?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
Il dispositivo di controllo 9 comprende infatti un?interfaccia 10 per l?interazione con un operatore, il quale pu? predisporre l?invio di un comando di scatto agli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini. Coerentemente, l?unit? 3 per la trasmissione in modalit? wireless di informazioni associate alle immagini acquisite ? in grado di inviare agli elementi 2 comandi per l?esecuzione dell?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
Il dispositivo di controllo 9 ? altres? in grado di ricevere dati elaborati dall?unit? di elaborazione centrale 4 e relativi alle informazioni associate alle immagini cos? acquisite dagli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
In via del tutto vantaggiosa, per mezzo del sistema 1 secondo la presente invenzione ? possibile acquisire istantaneamente e in maniera sincronizzata immagini di un soggetto da fotografare, dunque senza l?ausilio di sistemi che contemplino la rotazione dei dispositivi di acquisizione di immagine e senza che questi varino il loro angolo di inclinazione rispetto al soggetto da fotografare, e successivamente disporre di un sufficiente numero di informazioni per efficacemente ricostruire un modello digitale tridimensionale del soggetto cos? fotografato.
Nello specifico, l?interfaccia 10 ? adatta alla presentazione audiovideo di informazioni, per esempio tramite uno schermo touchscreen.
In particolare, ciascuno degli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini comprende altres? un?unit? integrata per la trasmissione in modalit? wireless delle informazioni associate alle immagini acquisite e/o per la ricezione di comandi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
Pi? in particolare l?unit? integrata per la trasmissione in modalit? wireless di informazioni ? predisposta per comunicare, tramite l?unit? di trasmissione 3, con il dispositivo di controllo 9.
Nello specifico, l?unit? per la trasmissione in modalit? wireless integrata in ciascuno degli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini ? un modulo WiFi, pi? nello specifico un modulo WiFi 802.11 con antenna integrata.
Ciascuno degli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini comprende inoltre un circuito integrato del tipo Soc o System on chip, in particolare un circuito integrato della famiglia ESP32.
Pi? nello specifico, gli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini comprendono ulteriormente un?interfaccia tra il sensore fotografico e il circuito integrato del tipo Soc, per esempio un?interfaccia CSI.
Coerentemente, gli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini comprendono mezzi per l?acquisizione di immagini in sincrono, in particolare una morsettiera per il segnale digitale dello scatto sincrono inviato da parte del dispositivo di controllo 9.
Infatti, in maniera del tutto vantaggiosa, il sistema 1 secondo la presente invenzione consente di effettuare uno scatto istantaneo e sincrono con immediata acquisizione di immagini del soggetto da fotografare da parte di tutti gli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
Gli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini comprendono altres? una morsettiera per il collegamento a dispositivi di illuminazione LED e a proiettori esterni.
Infatti, per quanto non illustrati in Figura 1 perch? del tutto convenzionali, il sistema 1 secondo la presente invenzione pu? comprendere dispositivi di illuminazione, per esempio dispositivi ad illuminazione LED, nonch? proiettori esterni.
I dispositivi di illuminazione sono disposti su elementi di sostegno 5a e hanno la funzione di illuminare l?area in cui il soggetto andr? a sostare, nonch? il soggetto stesso, al fine di migliorare la qualit? delle immagini da acquisire tramite gli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini e, di conseguenza, la qualit? complessiva del modello digitale tridimensionale cos? ricostruito.
In particolare, i dispositivi di illuminazione LED sono distribuiti lungo tutta la lunghezza di elementi di sostegno 5a. In alternativa, i dispositivi di illuminazione LED possono essere posizionati al di sopra della struttura di supporto 5 in modo da illuminare l?area predisposta per la sosta del soggetto.
Vantaggiosamente, pu? essere in questo modo ottenuto un modello digitale tridimensionale con migliore qualit? dei colori, ovvero della superficie della pelle.
Analogamente, in linea del tutto generale, il sistema 1 secondo la presente invenzione pu? comprendere proiettori esterni, per esempio proiettori di pattern caratteristici, utili per migliorare la qualit? del modello digitale tridimensionale (specificatamente, in scala di grigi) ricostruito.
Vantaggiosamente, il sistema 1 secondo la presente invenzione pu? eseguire l?operazione di acquisizione delle immagini una volta che i proiettori esterni e i dispositivi di illuminazione sono accesi.
In via del tutto opzionale, secondo una sua particolare modalit? applicativa, il sistema 1 secondo la presente invenzione pu? eseguire una prima operazione di acquisizione delle immagini quando i dispositivi di illuminazione sono spenti e, immediatamente dopo, una seconda operazione di acquisizione di immagini quando i dispositivi di illuminazione sono accesi.
In altre parole, ai sensi della presente invenzione, gli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, tramite i sensori ottici in essi integrati, possono operare almeno secondo quattro modalit? operative fra cui un prima modalit? prevede uno scatto singolo sincronizzato, una seconda modalit? prevede uno scatto singolo sincronizzato previa accensione dei dispositivi di illuminazione, una terza modalit? prevede uno scatto singolo sincronizzato previa accensione dei proiettori esterni e una quarta modalit? prevede uno scatto sincrono doppio, in cui il primo scatto ? effettuato previa accensione dei proiettori esterni e il secondo ? effettuato previa accensione dei dispositivi di illuminazione.
Vantaggiosamente, le modalit? operative in cui ? prevista l?accensione dei dispositivi di illuminazione si rendono particolarmente adatte per applicazioni estetiche, mentre le modalit? operative in cui ? prevista l?accensione dei proiettori esterni sono particolarmente adatte per applicazioni ortopediche e fisiatriche.
Inoltre, in accordo con la forma di realizzazione particolare illustrata in Figura 1, l?unit? di elaborazione centrale 4 comprende almeno un ricetrasmettitore 11 atto alla ricezione da e/o alla trasmissione di segnali verso il dispositivo di controllo 9 e verso l?unit? 3 per la trasmissione di informazioni.
Come evidente, l?unit? di elaborazione centrale 4 comprende altres? una centralina di controllo 12, la quale comprende almeno un?unit? di calcolo 13 atta alla ricostruzione di un modello digitale tridimensionale a partire dalle informazioni associate alle immagini acquisite.
In particolare, l?unit? di calcolo 13 comprende a sua volta algoritmi che permettono di derivare in maniera automatica da detto modello digitale tridimensionale punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei.
La centralina di controllo 12 ? in grado di dialogare con il ricetrasmettitore 11 al fine di poter gestire le informazioni associate alle immagini acquisite e provenienti dal dispositivo di controllo 9.
L?unit? di calcolo 13 consente di ricostruire tale modello digitale e di derivare in maniera automatica da esso punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei.
L?unit? di elaborazione centrale 4 comprende inoltre almeno un?unit? di memoria 14 atta alla memorizzazione di tale modello digitale tridimensionale e/o di tali punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei.
L?unit? di memoria 14 comprende a sua volta almeno un database 15 atto a memorizzare corrispondenti valori normali standard di detti punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei e/o con punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei derivati in maniera automatica in occasione acquisizioni di immagini del soggetto da fotografare effettuate in precedenza.
In maniera del tutto convenzionale, il database 15 comprende mezzi di protezione, non rappresentati, atti a garantire una gestione sicura e protetta dei dati in esso memorizzati (per esempio, in conformit? con la certificazione HIPAA/HITECH).
Infine, l?unit? di elaborazione centrale 4 comprende mezzi di valutazione 16 atti a confrontare i punti di repere, le misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o i parametri specifici corporei derivati in maniera automatica da tale modello digitale tridimensionale con tali corrispondenti valori normali standard e/o con punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei derivati in maniera automatica in occasione acquisizioni di immagini del soggetto da fotografare effettuate in precedenza, memorizzati nel database 15.
In altre parole, la presente invenzione mette a disposizione un sistema di scansione fotogrammetrico in grado di acquisire in maniera istantanea e sincronizzata le forme anatomiche umane, in particolare tramite elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sincronizzati fra loro, di digitalizzarle con l?accuratezza nell?ordine del millimetro e, successivamente, di derivare in maniera automatica punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei a partire dal modello digitale tridimensionale cos? riprodotto.
Secondo una sua forma di realizzazione alternativa, il sistema della presente invenzione pu? comprendere tutti gli elementi, strutturali, meccanici ed elettronici, gi? elencati e descritti in riferimento al dispositivo rappresentato in Figura 1.
Diversamente rispetto alla forma di realizzazione illustrata in Figura 1, il sistema secondo questa forma di realizzazione alternativa comprende un numero totale di elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini pari a duecentouno (210 sensori fotografici previsti secondo una configurazione per cos? dire teorica a cui vanno sottratti 9 sensori fotografici previste nella colonna verticale numero V che ? stata rimossa in questa forma di realizzazione per lasciare spazio al varco di accesso) di cui centotrentasei di questi corrispondono per tipologia, distribuzione sulla struttura di supporto 5 e orientamento dell?asse ottico dei sensori ottici in essi integrati agli elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini di cui alla forma di realizzazione precedente.
In particolare, al fine di garantire un?ancora pi? efficiente ricostruzione di zone anatomiche del soggetto da fotografare poco visibili, ovvero la parte superiore della testa (indicata come zona aggiuntiva 2), la zona esterna degli arti superiori (indicata come zona aggiuntiva 3), la zona interna degli arti superiori (indicata come zona aggiuntiva 4), la zona interna delle gambe (indicata come zona aggiuntiva 5), il sottocoscia, inteso come la zona sottostante il bacino (indicata come zona aggiuntiva 6), nonch? i piedi (indicata come zona aggiuntiva 7), questa seconda forma di realizzazione comprende elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini addizionali.
Tali elementi 2 per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini addizionali comprendono sensori ottici integrati il cui orientamento ? stato modificato rispetto a quello dei sensori ottici integrati nei centotrentasei elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini aventi un primo angolo di inclinazione e un secondo angolo di inclinazione dell?asse ottico dei sensori ottici in essi integrati pari a zero.
In generale, gli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini secondo questa forma di realizzazione sono organizzati verticalmente sugli stessi diciassette (nella configurazione teorica, diciotto) elementi di supporto secondo sei aggiuntivi raggruppamenti di sensori fotografici direzionati verso le zone aggiuntive sopracitate. In particolare, indicando con 100 ? alle Figure 5, 6a e 6b - il primo raggruppamento di sensori fotografici relativo alla configurazione ?standard?, sono previsti i seguenti ulteriori raggruppamenti di sensori fotografici per diversi raggruppamenti degli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini:
- un secondo raggruppamento 200 per una migliore acquisizione della testa, in cui sono presenti diciotto elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, posizionati su due livelli verticali e su nove colonne verticali distanziate tra di loro di un angolo pari a 40 gradi, il cui primo livello ? posto a 1904 mm dal piano di calpestio e il cui secondo livello ? posto a 2100 mm dal piano di calpestio, aventi un primo angolo di inclinazione dell?asse ottico dei sensori ottici in essi integrati pari a 14 gradi (il valore positivo indica un valore di inclinazione verso il basso);
- un terzo raggruppamento 300 per una migliore acquisizione della zona esterna degli arti superiori, in cui sono presenti diciotto elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, posizionati su tre livelli verticali e su sei colonne verticali posizionate nella zona adiacente gli arti superiori, il cui primo livello ? posto a 1350 mm dal piano di calpestio e in cui gli altri livelli sono distanziati di 215 mm, aventi un primo angolo di inclinazione ? dell?asse ottico dei sensori ottici in essi integrati pari a 20 gradi per consentire una ottimale acquisizione del soggetto nella postura ?standard?.
- quarto raggruppamento 400 per una migliore acquisizione della zona interna degli arti superiori corrispondente al sotto-braccia, in cui sono presenti otto elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, posizionati su due livelli verticali e su quattro colonne verticali posizionate nella zona frontale e nella zona posteriore rispetto alla postura del soggetto nel dispositivo, il cui primo livello ? posto a 346 mm dal piano di calpestio e il cui secondo livello ? distanziato in verticale di 202 mm, aventi un primo angolo di inclinazione ? dell?asse ottico dei sensori ottici in essi integrati pari a -31 gradi e un secondo angolo di inclinazione pari a 8 gradi per il primo livello di sensori fotografici e pari a grado per il secondo livello di sensori fotografici. Da notare che gli angoli di ?imbardata? posti su due colonne verticali adiacenti hanno un valore uguale ed opposto in modulo.
- quinto raggruppamento 500 per una migliore acquisizione della zona interna degli arti inferiori, in cui sono presenti sedici elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, posizionati su quattro livelli verticali e su quattro colonne verticali posizionate nella zona frontale e nella zona posteriore rispetto alla postura del soggetto nel dispositivo, il cui primo livello ? posto a 101 mm dal piano di calpestio (per consentire una acquisizione ottimale dei malleoli) e gli altri livelli sono distanziati di 202 mm, aventi un primo angolo di inclinazione
dell?asse ottico dei sensori ottici in essi integrati pari a zero ed un secondo angolo di inclinazione pari a gradi. I sedici sensori fotografici del raggruppamento 500, se presenti, sostituiscono le sedici sensori fotografici previste e corrispondenti al raggruppamento 100;
- sesto raggruppamento 600 per una migliore acquisizione della zona sottostante il bacino, in cui sono presenti quattro elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, posizionati su un unico livello verticali e su quattro colonne verticali posizionate nella zona frontale e nella zona posteriore rispetto alla postura del soggetto nel dispositivo, il livello verticale ? posto a 224 mm dal piano di calpestio, aventi un primo angolo di inclinazione ? dell?asse ottico dei sensori ottici in essi integrati pari a -37 gradi ed un secondo angolo di inclinazione
pari a zero gradi.
- settimo raggruppamento 700 per una migliore acquisizione della parte superiore dei piedi, in cui sono presenti due elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, posizionati su un unico livello verticale e su due colonne verticali posizionate nella zona frontale rispetto alla postura del soggetto nel dispositivo, il cui livello ? posto a 894 mm dal piano di calpestio, aventi un primo angolo di inclinazione ? dell?asse ottico dei sensori ottici in essi integrati pari a 38 gradi ed un secondo angolo di inclinazione pari a 3 gradi.
Gli angoli di inclinazione dei sensori ottici dei dispositivi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono stati calcolati in maniera tale che la direzione dei sensori ottici punti verso la zona del corpo di cui si vuole ottenere la scansione, in maniera robusta rispetto ai percentili della popolazione in esame, e sono stati ricavati da formule trigonometriche.
Nella tabella in Figura 5 sono riportati il numero, la posizione e l?orientamento dei sensori ottici dei dispositivi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini, corrispondenti alla forma di realizzazione standard della presente invenzione, indicata con 1, e alla forma di realizzazione alternativa sopra descritta. Alla quarta colonna della tabella di cui alla Figura 5 sono indicati, con specifici numeri di riferimento riportati nella Figura 3b, gli elementi di sostegno o colonne verticali alle quali possono essere installati i corrispettivi elementi per l?acquisizione automatica e sincronizzata di immagini, specificatamente forniti per fotografare le specifiche parti del corpo indicate per ciascuna riga della medesima tabella. Nella configurazione del dispositivo con il varco di ingresso, non ? presente la colonna verticale numero V (Figura 3b) e dunque, i nove dispositivi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini previsti sulla colonna verticale numero V.
In particolare, alla Figura 6a e nella Figura 6b sono riportate la vista frontale, la vista superiore e la vista laterale della disposizione dei dispositivi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini comprensivi di sensori ottici integrati, con le indicazioni delle variabili sopracitate, con l?indicazione del pedice che fa riferimento al raggruppamento dei dispositivi utilizzati per l?acquisizione di zone specifiche del corpo umano, cos? come precedentemente descritto e riportati nella tabella della Figura 5.
Alla Figura 7 ? riportata la soluzione tecnologica alternativa di realizzazione della struttura di supporto di cui alla Figura 1 o alla Figura 5, in particolare viene mostrata una struttura di supporto modulare comprendente elementi di supporto 5a, pannelli di supporto laterali 5c ad essi ancorati, nonch? un elemento di copertura superiore 5d, ancorato a tali elementi di supporto.
Il sistema secondo la presente invenzione di cui alle forme di realizzazione precedentemente descritte ? vantaggiosamente utile per acquisire il corpo umano secondo diverse posture di acquisizione, di cui ai paragrafi precedenti con riferimento alla Figura 2.
Il sistema secondo la presente invenzione di cui alle forme di realizzazione precedentemente descritte ? risultato particolarmente utile in applicazioni in ambito medico.
In particolare, una modalit? applicativa del presente sistema ? dunque descritta nel seguito.
Innanzitutto, il soggetto da fotografare, correttamente in posizione all?interno della struttura di supporto, ? stato invitato ad assumere ed ha assunto la postura standard all?interno del sistema di scansione.
Successivamente, tramite il dispositivo di controllo e l?unit? per la trasmissione di informazioni in modalit? wireless, l?operatore d? avvio alla fase di acquisizione, inviando un comando agli elementi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
Il soggetto da fotografare rimane in posizione e vengono acquisite in maniera istantanea e sincronizzata immagini del soggetto da fotografare.
Successivamente, informazioni associate alle immagini cos? acquisite vengono trasmesse all?unit? per la trasmissione di informazioni in modalit? wireless e all?unit? di elaborazione centrale.
All?interno interno dell?unit? di elaborazione centrale, viene quindi ricostruito un modello digitale tridimensionale del corpo o anche solamente del tronco del soggetto cos? fotografato a partire dalle informazioni associate alle immagini acquisite e trasmesse.
La ricostruzione di tale modello digitale tridimensionale ? eseguita per fotogrammetria.
Il modello digitale tridimensionale cos? ricostruito ? mostrato in Figura 9, dove ? anche definito il sistema di riferimento per la superficie della scansione Nella figura sono indicati: ?piano di terra? (piano la cui normale ? l?asse z di riferimento); ?piano sagittale? (piano ortogonale al piano di terra, che divide il corpo in due met?, ovvero la met? di destra e la met? di sinistra; la sua normale ? l?asse x); ?piano frontale? (piano ortogonale ai piani precedentemente definiti e passante per il punto P che individua il vertice della testa, definito come
dove h ? l?altezza del soggetto, valutata come la differenza tra il vertice a coordinata z massima e la coordinata verticale z del piano di terra.
In seguito, ricostruito tale modello digitale tridimensionale, l?unit? di elaborazione centrale deriva in maniera automatica opportuni punti di repere o landmark anatomici sulla superficie di tale modello digitale tridimensionale.
Per individuare un landmark anatomico, ? stata sfruttata la loro caratteristica di manifestarsi nella scansione 3D come sporgenza o cavit?. La procedura di estrazione di un punto di repere si compone di tre passaggi principali: (i) definizione dell?area di interesse sulla superficie corporea; (ii) analisi della curvatura locale nell?area selezionata; (iii) estrazione del punto di repere a partire dall?analisi della curvatura locale.
Il primo sotto-passaggio per l?estrazione del punto di repere ? quello di individuare una superficie corporea specifica (indicata con
che contiene il punto. I range di estensione di queste superfici sono ricavabili da tabelle anatomiche. Come esempio di punto di repere, consideriamo il grande troncantere sinistro individuato su una regione corporea sulla parte sinistra del bacino (Figura 10, immagine a)
Il sotto-passaggio successivo per l?estrazione del punto di repere ? l?analisi della curvatura locale, o curvatura gaussiana , per ogni punto appartenente alla superficie di interesse. Consideriamo un punto generico appartenente alla superficie, e consideriamo tutti i piani passanti per la normale N alla superficie nel punto considerato. L?intersezione di ogni piano con la superficie determina una curva piana di cui ? possibile calcolare la curvatura. I valori massimi e minimi di curvatura cos? ottenuti sono detti curvature principali, e sono indicati rispettivamente con k1 e k2. Il valore di curvatura gaussiana per ogni punto appartenente alla superficie ? definito come il prodotto delle due curvature principali, ovvero kg = k1 ? k2. L?illustrazione grafica del calcolo della curvatura gaussiana per un punto generico della superficie ? mostrata in Figura 11. Considerando la curvatura di gauss di tutti i punti della superficie ? possibile ottenere una mappa di colore rappresentativa delle curvature di gauss per tutti i punti (Figura 10, immagine b), dove il bianco rappresenta valori pi? alti della curvatura gaussiana, mentre il nero rappresenta valori pi? bassi della curvatura gaussiana.
L?estrazione del punto di repere fa uso, ad esempio, di una costruzione generica a partire dall? analisi della curvatura locale. Il procedimento si avvale della seguente costruzione, illustrata in Figura 10, immagine b: prima si considera un punto Q di costruzione facente parte della superficie e lo si unisce con un punto alla stessa quota verticale z appartenente all?asse del corpo; poi si definisce un piano che comprende il punto Q ed ? ortogonale alla retta a tracciata nel punto precedente; di seguito su questo piano vengono proiettati i due punti estremi che rappresentano le estremit? della zona in cui si ha curvatura di gauss massima e si traccia il segmento ? sul piano congiungente i due punti; dunque si proietta il segmento cos? ottenuto sulla superficie di scansione, in modo da ottenere una curva ? e si considera la retta tangente a tale curva infine, il punto di repere ? ? dato dal punto di tangenza tra ? e Figura 10, immagine c).
A partire da tali landmark anatomici sono dunque state derivate in maniera automatica opportune misure antropometriche, quali distanze lineari ed angolari. Ad esempio, una volta individuati il grande troncantere sinistro e il grande troncantere destro ? con la procedura precedentemente descritta, si pu? calcolare la larghezza del bacino come distanza tra due punti e l?angolo nel piano frontale xz, ovvero l?inclinazione del bacino, attraverso una relazione trigonometrica nota.
Il sistema secondo la presente invenzione di cui alle forme di realizzazione precedentemente descritte ? particolarmente utile per individuare indici volumetrici, anche nell?ordine del mm3.
A partire da una mesh triangolare tridimensionale, ad esempio con il soggetto acquisito nella postura ?Adams?, ? possibile valutare l?indice volumetrico della sporgenza posteriore (i.e., volume del gibbo posteriore ? in Figura 12, immagine b) con la seguente procedura:
(i) Identificazione del punto pi? sporgente dell?emilato della convessit? della curva scoliotica, ovvero il punto di repere individuato univocamente associandolo con il punto a valore massimo assoluto lungo l?asse verticale z.
(ii) Identificazione, lungo l?asse x, di due valori <ausiliari > <(estremi medio-laterali) e le due distanze>
Tali che:
Se allora RH si trova sul lato di
Se allora RH si trova sul lato di
(iii) Identificazione del punto pi? sporgente dell?emilato controlaterale alla convessit? della curva scoliotica, ovvero il punto di repere ??? ?????????? ,????? ,??????, che ? rappresentato dal punto a valore massimo assoluto lungo l?asse verticale z individuato univocamente all?interno di un sottovolume
Se ? si trova sul lato di
Se ? si trova sul lato di
Dove ? il valore medio tra
(iv) Identificazione del pianto tangente a
parallelo al piano frontale (che, nella postura ?Adams?, ? parallelo a sua volta al piano di appoggio al suolo).
(v) La superficie tridimensionale di interesse ? quella al di sopra del piano tangente identificato in (iv), fino al punto di repere ? A partire da tale superficie, vengono estratti i vertici, le facce triangolari e le normali uscenti.
(vi) Il volume racchiuso dalla superficie ? calcolato usando il teorema della divergenza come
Dove: ? l?operatore divergenza; ? ? il vettore di flusso che rappresenta la superficie triangolare; ? ? il vettore normale uscente dalla superficie
Il sistema secondo la presente invenzione di cui alle forme di realizzazione precedentemente descritte ? vantaggiosamente utilizzato, secondo una applicazione tipica a cui ? dedicata l?invenzione, sia nell?ambito del monitoraggio sia nell?ambito del trattamento di patologie o disfunzioni legate ad alterazioni della morfologia corporea, quali ad esempio le patologie spinali. Da un lato, l?estrazione automatica di misure antropometriche caratteristiche e/o di indici volumetrici corporei consentono un rapido monitoraggio dell'evoluzione della alterazione nel tempo. Da un altro, la derivazione di un modello 3D accurato nell?ordine del mm e l?estrazione automatica di specifiche misure corporee consentono la progettazione personalizzata di ortesi, ad esempio ortesi spinali, dispositivi ortopedici su misura volti al contenimento e/o alla risoluzione di patologie che causano deformit? delle ossa del comparto anatomico interessato. In particolare, facendo riferimento alla patologia spinale pi? diffusa, ovvero la scoliosi, dall?acquisizione del soggetto in posizione ?standard? (Figura 12, immagine a) ? possibile valutare punti di repere quali grande trocantere destro e grande troncantere sinistro, oltre ad acromion destro ed acromion sinistro. Da questi ? possibile ricavare misure specifiche quali l?inclinazione delle spalle o del bacino, come descritto in precedenza, indici di simmetria corporea per una valutazione posturale globale del soggetto. Dall?acquisizione del soggetto in posizione ?Adams? (Figura 12, immagine b) si procede alla ricostruzione tridimensionale per l?estrazione di diversi punti di repere, come il punto pi? sporgente dell?emilato della convessit? della curva scoliotica e il punto pi? sporgente dell?emilato controlaterale alla convessit? della curva scoliotica. Da cui ? possibile ricavare un indice molto particolare quale il volume della sporgenza posteriore (i.e., volume del gibbo posteriore, indice che pu? valere anche pochi mm<3>, che richiede pertanto, per la sua corretta estrazione, un dispositivo altamente accurato). In particolare, il volume del gibbo posteriore ? un indice di evoluzione dell?alterazione corporea. Infine, dall?acquisizione del soggetto in posizione ?T-pose? (Figura 12, immagine c) si procede alla ricostruzione tridimensionale del distretto tronco-bacino utilizzata per il confezionamento di una ortesi spinale su misura. La progettazione ottimale di tale dispositivo ortopedico richiede, oltre ad un modello 3D altamente accurato del soggetto, alcune misure specifiche quali la distanza latero-laterale delle creste iliache necessaria per la creazione di un canestro pelvico di appoggio idoneo, ben modellato lungo il profilo delle creste.
In definitiva, il sistema secondo la presente invenzione pu? essere usato vantaggiosamente sia nell?ambito della valutazione di patologie che alterano la morfologia corporea sia nell?ambito della produzione di dispositivi ortopedici a calzatura personalizzata per il contenimento e/o la risoluzione di tali alterazioni.
Claims (20)
- RIVENDICAZIONI 1. Sistema (1) per l?acquisizione di immagini e la ricostruzione digitale tridimensionale di forme anatomiche umane comprendente una pluralit? di elementi (2) per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini e per l?invio, opzionalmente in modalit? wireless, di informazioni associate alle immagini acquisite, un?unit? di elaborazione centrale (4) per la ricostruzione di un modello digitale tridimensionale a partire da dette informazioni, un dispositivo di controllo (9) in grado di trasmettere a detta unit? di elaborazione centrale (4) dette informazioni associate alle immagini acquisite e/o di ricevere informazioni relative a detto modello digitale tridimensionale da essa, e almeno un?unit? (3) per la trasmissione, opzionalmente in modalit? wireless, di dette informazioni associate alle immagini acquisite da detta pluralit? di elementi (2) per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini verso detto dispositivo di controllo (9), in cui detti elementi (2) per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono ancorati in maniera fissa ad una struttura di supporto (5), detta struttura di supporto (5) essendo adatta ad essere appoggiata su un piano di calpestio ed avendo uno sviluppo (6) atto a circondare un soggetto da fotografare, sono reciprocamente disposti in verticale ad altezze prefissate e in orizzontale ad una data distanza (d0R) lungo detto sviluppo (6) di detta struttura di supporto (5), e comprendono sensori ottici integrati, detta unit? di elaborazione centrale (4) essendo predisposta per la ricostruzione di detto modello digitale tridimensionale tramite fotogrammetria.
- 2. Sistema (1) per l?acquisizione di immagini secondo la rivendicazione 1, in cui detti elementi (2) per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono reciprocamente disposti in verticale ad almeno due, preferibilmente almeno otto, ancora pi? preferibilmente almeno nove, differenti altezze prefissate su detta struttura di supporto (5).
- 3. Sistema (1) per l?acquisizione di immagini secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta data distanza (d0R) degli elementi (2) per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini lungo lo sviluppo (6) <di detta struttura di supporto (5) ? pari a>in cui r ? il raggio della circonferenza (c) descritta dallo sviluppo (6) della struttura di supporto (5) e ? ? l?angolo al centro sotteso da una corda di lunghezza l che unisce idealmente due elementi (2) per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini orizzontalmente adiacenti, ? essendo inferiore o uguale a 90?.
- 4. Sistema (1) per l?acquisizione di immagini secondo la rivendicazione 3, in cui ? ? inferiore o uguale a 30?, preferibilmente ? inferiore o uguale a 25?, pi? preferibilmente ? uguale a 20?.
- 5. Sistema (1) per l?acquisizione di immagini secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui detto raggio r ? compreso fra 1 metro e 2 metri, preferibilmente fra 1 metro e 1,4 metri, pi? preferibilmente ? pari a 1,2 metri.
- 6. Sistema (1) per l?acquisizione di immagini secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti sensori ottici integrati presentano un asse ottico avente un primo angolo di inclinazione prefissato rispetto a una direzione orizzontale ed un secondo angolo di inclinazione prefissato rispetto a una direzione verticale, in cui detti elementi (2) per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono reciprocamente disposti in verticale, in parte o nella loro totalit?, fra una prima altezza prefissata ed una seconda altezza prefissata, detto primo angolo di inclinazione e detto secondo angolo di inclinazione essendo nulli, preferibilmente in cui detta prima altezza prefissata ? compresa fra 0 m e fra 0,3 m rispetto a detto piano di calpestio e detta seconda altezza prefissata ? compresa fra 1,5 m e fra 1,7 m rispetto a detto piano di calpestio.
- 7. Sistema (1) per l?acquisizione di immagini secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui detti elementi (2) per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono disposti in parte ad una determinata altezza prefissata diversa da dette date altezze prefissate, intermedie fra detta altezza minima ed detta altezza massima da detto piano di calpestio, detto primo angolo di inclinazione prefissato dell?asse ottico rispetto a detta direzione orizzontale di detti sensori ottici integrati di detti elementi (2) per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini disposti in parte ad una determinata altezza prefissata diversa da dette date altezze prefissate essendo compreso fra -45 e 45 gradi, preferibilmente fra ?38 e 38 gradi, e/o detto secondo angolo di inclinazione prefissato dell?asse ottico rispetto a detta direzione verticale di detti sensori ottici integrati di detti elementi (2) per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini disposti in parte ad una determinata altezza prefissata diversa da dette date altezze prefissate essendo compreso fra -20 e 20 gradi, preferibilmente fra ? 17 e 17 gradi.
- 8. Sistema (1) per l?acquisizione di immagini secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti sensori ottici integrati degli elementi (2) per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini sono sensori fotografici, preferibilmente sensori fotografici con sensori a pixel attivi, pi? preferibilmente sensori fotografici con sensori a pixel attivi metallo-ossido-semiconduttore (MOS), ancora pi? preferibilmente sensori fotografici con sensori a pixel attivi metalloossido-semiconduttore complementare (CMOS).
- 9. Sistema (1) per l?acquisizione di immagini secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui tramite detta un?unit? (3) per la trasmissione di informazioni associate alle immagini acquisite detto dispositivo di controllo (9) ? in grado di inviare a detti elementi (2) per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini comandi per l?esecuzione dell?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
- 10. Sistema (1) per l?acquisizione di immagini secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuno di detti elementi (2) per l?acquisizione di istantanea e sincronizzata di immagini comprende un?unit? integrata per la trasmissione in modalit? wireless di dette informazioni associate alle immagini acquisite e/o per la ricezione di detti comandi per l?acquisizione istantanea e sincronizzata di immagini.
- 11. Sistema (1) per l?acquisizione di immagini secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unit? (3) per la trasmissione in modalit? wireless delle informazioni associate alle immagini acquisite ? integrata con detto dispositivo di controllo (9).
- 12. Sistema (1) per l?acquisizione di immagini secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di controllo (9) comprende un?interfaccia (11) per l?interazione con un operatore ed opzionalmente per la presentazione video di informazioni.
- 13. Sistema (1) per l?acquisizione di immagini secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unit? di elaborazione centrale (4) comprende una centralina di controllo (12), detta centralina di controllo (12) comprendendo almeno un?unit? di calcolo (13) per la ricostruzione di un modello digitale tridimensionale a partire da dette informazioni associate alle immagini acquisite.
- 14. Sistema (1) per l?acquisizione di immagini secondo la rivendicazione 13, in cui detta almeno un?unit? di calcolo (13) ? in grado di derivare in maniera automatica da detto modello digitale tridimensionale punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei.
- 15. Sistema (1) per l?acquisizione di immagini secondo la rivendicazione 13 o 14, in cui detta unit? di elaborazione centrale (4) comprende almeno un?unit? di memoria (14) atta alla memorizzazione di detto modello digitale tridimensionale e/o di punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e parametri specifici corporei, preferibilmente detta unit? di memoria (14) comprendendo almeno un database (15) atto a memorizzare corrispondenti valori normali standard di detti punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo umano e/o parametri specifici corporei, e/o punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei derivati in maniera automatica in occasione di acquisizioni di immagini del soggetto da fotografare effettuate in precedenza.
- 16. Sistema (1) per l?acquisizione di immagini secondo la rivendicazione 15, in cui detta unit? di elaborazione centrale (4) comprende mezzi di valutazione (16) atti a confrontare detti punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei derivati in maniera automatica da detto modello digitale tridimensionale con detti corrispondenti valori normali standard di detti punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo umano e/o parametri specifici corporei, e/o con detti punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei derivati in maniera automatica in occasione di acquisizioni di immagini del soggetto da fotografare effettuate in precedenza, memorizzati in detto almeno un database (15).
- 17. Procedimento per l?acquisizione di immagini e la ricostruzione digitale tridimensionale di forme anatomiche umane eseguito tramite l?ausilio di un sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-16 precedenti e comprendente i seguenti passaggi: - acquisire in maniera istantanea e sincronizzata immagini di un soggetto da fotografare; - trasmettere, opzionalmente in modalit? wireless, informazioni associate alle immagini acquisite; - ricostruire un modello digitale tridimensionale di forme anatomiche di detto soggetto da fotografare a partire da dette informazioni associate alle immagini acquisite e trasmesse. detto passaggio di ricostruire un modello digitale tridimensionale essendo eseguito per fotogrammetria.
- 18. Procedimento per l?acquisizione di immagini e la ricostruzione digitale tridimensionale di forme anatomiche umane secondo la rivendicazione 17, comprendente i seguenti passaggi ulteriori: - derivare in maniera automatica da detto modello digitale tridimensionale punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei; - opzionalmente, confrontare detti punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei derivati in maniera automatica da detto modello digitale tridimensionale con corrispondenti valori normali standard e/o con punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei derivati in maniera automatica in occasione di acquisizioni di immagini del soggetto da fotografare effettuate in precedenza, ottenendo rispettivi valori di confronto.
- 19. Procedimento per l?acquisizione di immagini e la ricostruzione digitale tridimensionale di forme anatomiche umane secondo la rivendicazione 18, in cui detti parametri specifici corporei derivati in maniera automatica da detto modello digitale tridimensionale si riferiscono alla conformazione del dorso, del tronco, degli arti e/o del cranio di detto soggetto da fotografare e detti valori normali standard si riferiscono alla conformazione del dorso, del tronco, degli arti e/o del cranio di esseri umani.
- 20. Procedimento per l?acquisizione di immagini e la ricostruzione digitale tridimensionale di forme anatomiche umane secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 17 a 19, comprendente il passaggio ulteriore di rendere disponibili ad un operatore detto modello digitale tridimensionale e/o detti punti di repere, misure antropometriche, indici volumetrici di parti del corpo del soggetto da fotografare e/o parametri specifici corporei e/o detti rispettivi valori di confronto, preferibilmente tramite una presentazione audiovideo.
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