專利名稱：輔助乳房外科手術(shù)的解剖學(xué)識別和空間分析的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及醫(yī)學(xué)診斷和成像方法以及系統(tǒng)。特別是，本發(fā)明涉及輔助乳房外 科手術(shù)的這些方法和系統(tǒng)
背景技術(shù)：
在多數(shù)醫(yī)學(xué)?？浦?，使用定量診斷成像裝置來幫助醫(yī)師進行診斷、制定手術(shù)計劃 和進行術(shù)后分析，提供了準確的測定并且辨別可能的并發(fā)癥。在隆乳和乳房重建手術(shù)中，采 用的主要診斷工具為卷尺測量、測徑器和照相機配合醫(yī)師的“藝術(shù)美感”。盡管成功，隆乳的 再次手術(shù)率仍然很高。乳房外科手術(shù)是最常見的外科手術(shù)之一，可以導(dǎo)入各種乳房植入體，其中一些是 解剖學(xué)造型的，再次手術(shù)率可能繼續(xù)保持在高位甚至上升。優(yōu)選可以有一個能夠精確測定 關(guān)鍵空間參數(shù)的診斷系統(tǒng)，來確定并發(fā)癥的可能區(qū)域、鑒定患者的不對稱性、選擇乳房植入 體及其合適的尺寸、制定手術(shù)計劃、以及術(shù)后分析和文件整理。本發(fā)明提出了這一需求，并 且領(lǐng)先于該領(lǐng)域提供了自動識別解剖學(xué)標記和特征的新技術(shù)。本發(fā)明涉及提供了可靠和精 確測定這些位置、確定乳房體積以及鑒定不對稱性，可以整合到一個裝置中來輔助乳房外 科手術(shù)。
發(fā)明概要本發(fā)明提供了從上身的三維(3-D)示意圖自動化識別解剖學(xué)標記和特征的新技 術(shù)。本發(fā)明中的各種方法、技術(shù)或模塊允許對上身的三維示意圖進行自動化分析，(i)識別 關(guān)鍵解剖學(xué)特征，(ii)根據(jù)它們的解剖學(xué)特征或顯示器來定向?qū)ο螅?iii)確定包括點對 點(線性)直線、三維表面線和體積值等空間分析，(iv)模擬加入乳房植入體后的效果，(ν) 幫助選擇乳房植入體，和/或(Vi)幫助制定乳房外科手術(shù)計劃。自動化分析基于分析上身 的三維輪廓圖上的變化、三維特征和平面的方向分析，三維特征的顏色分析、和/或上身的 三維特征和位置的空間分析。在一個實施方式中，提供了一種確定乳房體積的計算機實現(xiàn)的方法。這是以自動 化方式從上身的三維(3-D)示意圖上實現(xiàn)的。首先，識別乳房皺襞的三維示意圖。乳房皺 襞定義為沿著界定乳房下部的三維示意圖的三維表面的未封閉曲線。從三維示意圖識別三 維胸部參數(shù)，用于確定對應(yīng)于識別的乳房皺襞的部分胸壁或包括胸兩側(cè)在內(nèi)的胸壁(也稱 為全胸壁)。三維胸部參數(shù)的例子為對應(yīng)于所識別的乳房皺襞一側(cè)的至少一條腋前線(當 確定雙乳體積時，至少為對應(yīng)于左乳和右乳皺襞的兩條線)、前胸中線或其組合。部分胸壁或全胸壁優(yōu)化為胸壁三維模型的特征。從所識別的乳房皺襞、優(yōu)化的部 分或全胸壁、上身三維示意圖的三維表面積分，確定顯示在三維示意圖中的原始乳房的乳 房體積。在確定雙乳的乳房體積的情況下(如在一個方法步驟中)，可使用全胸壁?？梢酝ㄟ^向部分胸壁或全胸壁的三維表面加入三維所得乳房，可以修改上身的三 維示意圖。本發(fā)明中三維所得乳房定義為三維乳房植入體體積和乘以一個系數(shù)(如從0.3 到0.6)的原來確定的乳房體積的總和。三維所得乳房定位在對應(yīng)乳房皺襞的附近或其底部。在另一個實施方式中，提供了一種確定乳房測定的計算機實現(xiàn)的方法。這又是以 自動方式從上身的三維(3-D)示意圖實現(xiàn)的。在一個自動化識別三維特征的例子中，對三 維示意圖中所識別的上身第一組三維特征和位置進行輪廓分析。然后使用第一組三維特征 進一步識別上身的第二組三維特征和位置。在第二組特征的識別中，輪廓分析、特征的相關(guān) 性分析、色彩分析或空間分析可以單獨使用或以任何組合形式使用。第一組識別的三維特征和位置的例子涉及一個或兩個乳頭、一條或多條腋前線、 臍、一個或多個面部特征、或頸、或其任意組合。如本發(fā)明所述，上身的三維示意圖也可以是 彩色的。顏色信息用于如乳暈的識別。第二組識別的三維特征和位置的例子涉及胸骨切 跡、胸骨、一個或多個鎖骨、一個或多個胸壁參數(shù)、上身中線、冠狀面、一個或兩個乳暈、一條 或多條乳房皺襞線、或一條或多條腋前線、或其任意組合。使用至少一些識別的三維特征和位置，可用自動化方式確定多個三維乳房相關(guān)表 面測定。例如，可以確定多個點對點乳房相關(guān)直線距離或三維乳房相關(guān)表面測定。此外，可以用識別的三維特征以自動化方式確定關(guān)于上身的平面和方向。例如，可 以從至少一個鎖骨、胸骨切跡、一個或多個乳房皺襞線、胸骨或一個或多個胸壁參數(shù)來確定 上身中線?？梢詮闹辽僖粋€鎖骨、胸骨切跡、上身中線、一條或多條腋線、一條或多條乳房皺 襞線、胸骨或一個或多個胸骨參數(shù)來確定冠狀面。換而言之，可以由至少一個第二組識別的 三維特征和位置來界定上身中線或上身的冠狀面。點對點乳房相關(guān)距離的一個例子是與橫切面平行的第一乳暈直徑，其中橫切面定 義為與冠狀面和上身中線都成直角的平面。點對點乳房相關(guān)距離的另一個例子是與正中 矢狀平面平行的第二乳暈直徑，其中正中矢狀平面定義為與冠狀面和橫切面都成直角的平 面。乳房基底寬度是點對點乳房相關(guān)距離的又一個例子，并且對應(yīng)于上身的左乳或右 乳的乳房皺襞。在這一判定中，從上身的三維示意圖自動化識別乳房皺襞。乳房基底寬度 是在上身冠狀面上乳房皺襞的投影。在一個變化中，也可在上身左乳或右乳的乳暈上緣的 高度來確定乳房基底寬度。然后乳房基底寬度為上身的冠狀面上乳房皺襞的投影。乳房相關(guān)點對點直線距離的其他例子包括但不限于乳頭到乳頭的距離、乳頭到 胸骨中線的距離、乳間距離、乳房基底寬度、一個或多個乳暈直徑、鎖骨中點到乳頭的距離、 乳房高度、或乳房皺襞線到乳頭在胸壁上的投影位置的距離，或其組合。三維乳房相關(guān)表面測定的一個例子是對應(yīng)于上身左乳或右乳的乳房皺襞。乳房皺 襞(也稱為乳房皺襞線)定義為沿著界定乳房下部的三維示意圖的三維表面的未封閉曲 線。三維乳房相關(guān)表面測定的其他例子包括但不限于，乳頭到乳房皺襞的三維表面 線、胸骨切跡到乳頭的三維表面線、鎖骨到乳頭的三維表面線、或胸骨中點到乳頭的三維表 面線、或其組合?？梢詮娜S測定和三維特征自動確定的另一個測定是乳房罩杯尺寸。首先可識別 對應(yīng)于上身的左乳和右乳的乳房皺襞線和三維乳頭特征。然后，我們確定胸平面上胸部曲 線的長度，其中胸平面等分識別的乳頭并且與冠狀面成直角。確定稱為下表面曲線的長度 的另一個長度。下表面曲線定義為穿過乳房皺襞線下平面的三維表面曲線，其中下平面與橫切面接近于平行。乳房罩杯尺寸基于胸部曲線長度和下表面曲線長度間的差異。這個差 異可以在列出差異與乳房罩杯尺寸的關(guān)系的列表中查出。在又一個實施方式中，提供了一種定向和顯示上身的三維(3-D)示意圖的計算機 實現(xiàn)的方法，能用于確保對三維示意圖的測定和識別的一致性和重復(fù)性。這又是以自動化 的方式從上身的三維(3-D)示意圖上實現(xiàn)的。首先，從上身的三維示意圖上獲得上身的多 個三維特征和位置。另外，通過至少一個識別的三維特征和位置來確定上身中線。此外，通 過至少2個識別的三維特征和位置來確定上身的冠狀面。然后可以在顯示器上旋轉(zhuǎn)并且顯 示三維示意圖，使得上身的冠狀面與顯示器的視圖平面相重合，并使得上身中線與顯示器 的垂直軸相平行。在一個關(guān)于不對稱性分析的實施方式中，可識別并且顯示一條或多條等分線。每 條線等分一個解剖學(xué)特征或等分同樣類型的2個解剖學(xué)特征(如左乳和右乳的乳頭、左乳 或右乳的乳暈、或左乳或右乳的一條或多條乳房皺襞線)?？捎弥辽僖粭l等分線來作為關(guān)于 左乳和右乳解剖學(xué)特征的不對稱性的測定。橫切面可定義為與冠狀面和上身中線都成直角 的平面，其中等分線可顯示為平行于橫切面。在另一個實施方式中，提供了一種以自動化方式直觀比較同一上身的不同三維 (3-D)示意圖的計算機實現(xiàn)的方法。對于第一三維示意圖，識別第一組和第二組(如上文所 述)上身的三維特征和位置。然后對于第二三維示意圖，識別第一組和第二組(如上文所 述)上身的三維特征和位置。給予這些分析，將第一和第二三維示意圖進行相互定向，使得 在對應(yīng)三維示意圖中他們各自的第一和第二組識別的特征之間的各自三維位置和方向的 一個或多個差異最小化。在又一個實施方式中，提供了一種以自動化方式從上身的三維示意圖上確定所得 三維(3-D)乳房形態(tài)的計算機實現(xiàn)的方法。確定所得三維乳房形態(tài)是基于所識別的乳房皺 襞、三維胸部參數(shù)和優(yōu)化的胸壁(部分或全部)。用這些參數(shù)和特征，將所得三維乳房形態(tài) 加入到優(yōu)化的胸壁的三維表面上。在這一過程中，所得三維乳房形態(tài)的下緣位于其各自的 乳房皺襞線上或其附近。此外，通過寬度、高度和投影參數(shù)來確定所得乳房形態(tài)。高度通過 胸壁高度或乳房皺襞線、或其組合來確定。寬度小于或等于乳房基底寬度。投影通過所得 三維乳房的所得乳房體積來確定。所得三維乳房形態(tài)的體積定義為三維乳房植入體體積和 乘以一個系數(shù)(如從0. 3到0. 6)的從三維示意圖原先確定的乳房體積的總和。在這個實施方式的一個方面，可以沿著所得三維乳房形態(tài)的表面向下、向下、向外 或向內(nèi)或上述方向的任意組合來移動乳房皺襞。然后把所得三維乳房形態(tài)加入到優(yōu)化胸壁 的三維表面，其中所得三維乳房形態(tài)的下緣位于其各自的乳房皺襞線上或其附近，其中乳 房皺襞線處在新的和移動后的位置上。在又一個實施方式中，從三維示意圖自動化確定所得三維乳房上的所得三維乳頭 特征和位置。通常，所得三維乳頭特征和位置是由在三維示意圖上原先確定的三維乳頭特 征和位置來確定的。和乳房皺襞線一樣，所得三維乳頭特征可以沿著所得三維乳房形態(tài)的 表面向下、向上、向外或向內(nèi)或上述方向的任意組合移動。另外，可以自動化確定所得三維 乳房上的所得乳暈顏色和三維邊界。在這一判定中，三維乳暈邊界包含所得三維乳頭特征 和位置。此外，可以從三維示意圖上原先確定的三維乳暈邊界和顏色來確定所得三維乳暈 顏色邊界。和所得乳房皺襞和所得乳頭一樣，所得乳暈顏色邊界可以沿著所得三維乳房形態(tài)的表面向下、向上、向外或向內(nèi)或上述方向的組合移動。在又一個實施方式中，可以提供自動化確定在所得乳房形態(tài)上所得乳頭由內(nèi)向外 的位移。在這個例子中，從三維示意圖識別原始乳頭的三維特征和位置、上身中線、冠狀面 和橫切面。然后確定與等分原始乳頭位置的胸壁相垂直的一個矢量，其中該矢量在橫切面 上。所得乳頭由中間向側(cè)面的位移定義為橫切面上所得乳房形態(tài)與矢量之間的交集。在又一個實施方式中，提供了自動化確定所得三維乳房形態(tài)上所得乳頭由下向上 的位移。在這個例子中，從三維示意圖識別對應(yīng)于乳頭側(cè)的原始乳頭和鎖骨的三維特征和 位置、上身中線、正中矢狀平面。在一個與正中矢狀平面平行的平面上確定乳頭和鎖骨之間 的距離。通過在與正中矢狀平面平行的平面內(nèi)所得三維乳房形態(tài)的三維表面上乳頭和鎖骨 間的距離來判定所得乳頭由下向上的位移。分析不同狀態(tài)下的三維示意圖，可以變化確定在所得三維乳房形態(tài)上所得乳頭向 上位移的方法。例如，比較顯示雙手高舉過頭的上身的第二上身三維示意圖和顯示雙手貼 臀的上身的原來的第一三維示意圖。對于兩個三維示意圖，都從各自的三維示意圖識別與 胸部參數(shù)相關(guān)的乳頭三維特征。所得乳頭向上位移定義為在(第一或原始)三維示意圖和 第二三維示意圖識別的乳頭位置之間的差異。


通過配合圖表閱讀下列說明，可以理解本發(fā)明以及它的目標和優(yōu)點，其中圖1顯示了對應(yīng)于本發(fā)明的一個實施方式的上身100的三維示意圖(正視圖)。圖2顯示了對應(yīng)于本發(fā)明的一個實施方式的上身200的三維示意圖(前側(cè)視圖)。圖3顯示了對應(yīng)于本發(fā)明的一個實施方式的頸部300的三維示意圖(正視圖)。圖4顯示了對應(yīng)于本發(fā)明的一個實施方式的面部400的三維示意圖(正視圖)。圖5顯示了對應(yīng)于本發(fā)明的一個實施方式的標有身體中線510的上身的正視圖 500。圖6顯示了對應(yīng)于本發(fā)明的一個實施方式的標有腋線610的側(cè)視圖600。圖7顯示了對應(yīng)于本發(fā)明的一個實施方式的上身的三維示意圖的不同視圖(正視 圖710、側(cè)視圖720和由下向上的仰視圖730)。圖8顯示了對應(yīng)于本發(fā)明的一個實施方式的虛擬或確定的胸壁的三維示意圖的 不同視圖(正視圖810、側(cè)視圖820和由下向上的仰視圖830)。圖9顯示了對應(yīng)于本發(fā)明的一個實施方式的帶有胸壁線的正視圖900，其中胸壁 線用作胸壁參數(shù)。圖10顯示了對應(yīng)于本發(fā)明的一個實施方式的乳房輪廓(在1010中顯示)的橫切 面的視圖，用作計算胸部曲線長度(在1020中顯示)和下表面曲線的長度(在1030中顯 示)°圖11顯示了對應(yīng)于本發(fā)明的一個實施方式的正視圖，用于確定如乳頭(在1110 中顯示)、乳暈(在1120中顯示)和乳房下皺襞(在1130中顯示)等三維特征的不對稱性。圖12顯示了對應(yīng)于本發(fā)明的一個替代實施方式的橫切面視圖(1210和1220)，來 確定如乳頭的三維特征的不對稱性。
圖13顯示了對應(yīng)于本發(fā)明的一個替代實施方式的橫切面視圖(1310和1320)，來 確定如乳頭的三維特征的不對稱性。圖14顯示了對應(yīng)于本發(fā)明的一個實施方式的帶有左乳和右乳的模擬所得乳房形 態(tài)的上身三維示意圖的不同視圖(正視圖1410、側(cè)視圖1420和由下向上的仰視圖1430)。 這些圖可以與如圖7所示的模擬之前的原始三維示意圖進行比較。圖15顯示了對應(yīng)于本發(fā)明的一個實施方式的所得乳頭位置有由內(nèi)向外方向的位 移的橫切面視圖1500。圖16顯示了對應(yīng)于本發(fā)明的一個實施方式的重疊的三維示意圖720和1420的側(cè) 視圖1600，用于確定具有由下向上位移的所得乳頭位置。圖17顯示了對應(yīng)于本發(fā)明的一個替代實施方式的正視圖1710和1720，用于確定 具有由下向上位移的所得乳頭位置。發(fā)明詳述本發(fā)明是一種以自動化方式分析上身的三維(3-D)示意圖的計算機實現(xiàn)的方法。 該三維示意圖為上身的三維輪廓示意圖、或其相關(guān)的四維輪廓-顏色示意圖，即應(yīng)用了攝 影顏色的三維輪廓示意圖。本發(fā)明中三維輪廓示意圖或四維輪廓-顏色示意圖稱為三維示 意圖。三維示意圖可以用各種技術(shù)產(chǎn)生，并且本發(fā)明不依賴于三維示意圖的產(chǎn)生和/或 攝取方式。優(yōu)選從處于特定(且優(yōu)選為可重復(fù)的)位置的患者獲取患者的上身三維示意圖。 在一個例子中，該位置反映了患者將雙肩向后靠，他們的肩胛骨盡可能的靠近，并且將手臂 放在兩側(cè)。為了進一步保證一致性，他們的雙手可以放在腿側(cè)或是放在裝置的把手上。此 外，可以在裝置上加上足印，優(yōu)先定位雙腳。所有這些定位的方面有助于相對裝置進行患者 的定向，并且提供一致的測定。本發(fā)明中的各種方法、技術(shù)或模塊允許對上身前部的三維示意圖進行自動化分 析，(i)識別關(guān)鍵解剖學(xué)特征，(ii)根據(jù)它們的解剖學(xué)特征來定向?qū)ο螅?iii)確定包括點 對點(線性)直線、三維表面線和體積值等空間分析，(iv)模擬加入乳房植入體后的效果， (ν)幫助選擇所述乳房植入體，和/或(Vi)幫助制定乳房外科手術(shù)計劃。三維特征的識別 第一步是在上身的三維示意圖上進行三維輪廓分析。在一個實施方式中，從三維 示意圖(如圖1-4中分別為100、200、300和400)上的輪廓和輪廓變化率來自動化識別和 分析三維特征和位置。為了說明這個應(yīng)用，圖1-4中顯示的例子是用灰階顯像的，其中白 色區(qū)域沒有變化或變化率很小，灰色區(qū)域用灰階反映了變化率，且黑色區(qū)域為最大值或最 小值。作為一個具有本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域一般技術(shù)的人員，容易理解可以也用彩色輪廓圖來代 替灰階輪廓圖。能自動化識別的解剖學(xué)三維特征和位置的例子為一個或兩個乳頭(110、 112)、臍(120)、腋窩(130、132)、一條或多條腋線(也定義為乳房皺襞線的外側(cè)部分，參見 也顯示了上舉的手臂620的圖6中的610)、乳房皺襞線(140、142)、胸骨切跡或頭(150)、一 個或多個鎖骨(160、162)、一個或多個胸壁參數(shù)(下文所述)、上身中線(170、即胸骨、也參 見圖5中的胸骨中線510)、冠狀面(下文所述)、一個或兩個乳暈(180、182)、胸鎖乳突肌 (190、192)、頸(210)、斜方肌(220、310)、面部特征(如嘴(410)、眼角(420、422)、鼻側(cè)的皺 襞(430、432)、下巴(440)、或下巴皺襞(442))。也可從三維示意圖識別沒有在本發(fā)明中列出的其它特征。因此，本發(fā)明不限于這些所識別的特征。在另一個實施方式中，從三維示意圖上的輪廓和輪廓變化率來自動識別和分析第 一組三維特征和位置。特別是，識別的至少一個顯著的解剖學(xué)三維特征為一個或兩個乳頭、 臍、一個或多個面部特征、頸、一條或多條乳房皺襞線、一條或多條腋(前)線、或其任意組 合。一旦識別了至少一部分第一組三維特征，在一個例子中可以用至少一個或多個第一組 所識別的特征作為指引從三維示意圖識別其它三維特征(稱為第二組)。第二組三維特征 和位置的例子為胸骨切跡、一個或多個鎖骨、一個或多個胸壁參數(shù)、上身中線(即胸骨)、冠 狀面、矢狀面、橫切面、一個或兩個乳暈、一條或多條乳房皺襞線、或一條或多條腋前線。根據(jù)解剖學(xué)命名法定義穿過上身的三個主要平面(冠狀面、矢狀面和橫切面)以 及向下、向上、向內(nèi)、向外、向前和向后的方向，這些都是自動化識別的。在三維示意圖中，上 身的三維凸起特征可與鎖骨相關(guān)。然后可用兩條線來定義冠狀面，例如(i)經(jīng)過左右鎖骨 的擬合線、以及(ii)上身中線(也參見下文)。橫切面定義為與冠狀面和上身中線都成直 角的平面。剩下的矢狀面是平行于上身中線且垂直于冠狀面和橫切面的。可以自動化定義上身的方向方面，例如在一個示例性實施方式中，通過識別解剖 學(xué)特征并且與對照比較他們的位置，例如圖1-4中的圖像所示。例如，如果臍定義為在多數(shù) 其它特征下方的特征，它定義了從三維示意圖的中心向下的方向。一個替代方案是將對照 三維示意圖的攝像框轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)校正或設(shè)計時確定的對照框，這并不完全是對照的解剖學(xué) 框架。為了本發(fā)明的目的，由下向上的方向定義為在平行于上身中線的冠狀面內(nèi)、并且為從 臍到乳頭到胸骨切跡和頸的方向。由內(nèi)向外定義為在冠狀面內(nèi)且垂直于上身中線、并且為 從中線到乳頭到腋窩的方向。由后向前的方向定義為在橫切面內(nèi)且垂直于上身中線、并且 為從胸骨切跡到乳頭的方向。通常，可以用每個點X、y、Z坐標或其等價物的差異從三維示意圖上計算輪廓的變 化率。典型地，對于上身前部，這產(chǎn)生了 2個顯著的局部最大值和四個顯著的局部最小值。 通常，這些最大值可以識別為乳頭。臍、胸骨切跡和腋窩識別為最小值?？梢杂靡惶自敿毜?標準來識別三維特征。例如，在三維輪廓變化率分析中乳頭可識別為局部最大值，在一個直徑為約8到 15毫米的小區(qū)域內(nèi)所有徑向上對中心的變化率為最大值。對于上身，乳頭通常為輪廓變化 率最大且為最大值兩個區(qū)域，。識別兩個乳頭并且他們相距約等于或大于15厘米?？捎闷?它標準進一步確認乳頭的識別，例如確認他們位于一個在三維示意圖中比平均皮膚顏色更 深的一個區(qū)域中。在三維輪廓變化率分析中，臍識別為具有局部最小值，在一個長軸和短軸分別在 約10到30毫米變化的橢圓或圓形小區(qū)域中所有徑向上變化率大且其距中心為最小值。對 于上身，臍通常為在輪廓上變化率最大且為最小值的區(qū)域。面部有許多三維特征呈現(xiàn)，例如下巴、嘴唇、鼻子和眼睛等，當進行輪廓變化率分 析時都可被識別為顯著最大值(參見圖3-4)。即使只有面部的下部包括在三維示意圖中， 他是獨特的，因為到下巴的普通表面形狀是橢圓形的，且有許多相互非?？拷臑樽畲笾?的顯著特征和凸起區(qū)域。界定顎骨線的下巴脊狀線是獨特的。通常，可以從界定身體上部 的下巴和頸部來識別面部。在三維示意圖上頸部識別為身體最狹窄的區(qū)域，即兩個邊界間距離最短(參見圖1-4)?？捎糜趯㈩i部與手臂和腿表面區(qū)分開來的一個附加標準是頸部緊密靠近下巴。而且， 當進行輪廓變化率分析時，頸部具有獨特的三維特征。下巴定義為突出的脊(最大值線)。 胸鎖乳突肌定義為界定頸部前三角的頸部表面上兩個明顯突出的脊，它圍繞著界定胸骨切 跡的局部最小值和凹陷區(qū)域。從外到頸部前三角的任一側(cè)為在輪廓變化率分析中也呈現(xiàn)出 來的三角凹陷結(jié)構(gòu)。這是斜方肌的解剖學(xué)特征，下方以鎖骨的突出脊為界限。胸骨切跡位置 可以被微調(diào)或精調(diào)為等分了中線和與鎖骨幾何形狀相關(guān)的頸部外側(cè)的突出脊匹配的曲線， 如圖1和5所示。而且，胸骨切跡是在靠近中線和鎖骨匹配曲線的交集的向后方向的局部 最小值。在三維示意圖識別一個獨立乳房皺襞線。乳房皺襞線是凸起的乳房和鄰近乳房的 凹陷區(qū)之間的過渡線。根據(jù)乳頭位置可進一步精確乳房皺襞線。然后可以將搜索區(qū)限定在 距乳頭徑向距離約3-15厘米的范圍內(nèi)而不是整個上身。在一個示例性實施方式中，為了在 本發(fā)明中進一步分析，乳房皺襞線定義為沿著界定乳房下部的三維示意圖的三維表面的未 封閉曲線。根據(jù)如乳房皺襞線和上身方向等附加三維特征確定葉腋。在一個例子中，葉腋可 識別為乳房皺襞線的外緣的上方外側(cè)的局部最小值。用在三維示意圖識別的顏色邊緣信息 和乳頭位置可以確定乳暈。在輪廓變化率分析中也可以看到下身中線，然而，應(yīng)該注意我們的分析得自上身 中線，這樣下身中線和臍的位置不對應(yīng)于合適的線。為了確定上身中線，我們檢查了至少 2個區(qū)域高于乳頭高度的乳房皺襞之間的內(nèi)側(cè)區(qū)以及頸部和更明確的頸部前三角的內(nèi)側(cè) 區(qū)，如圖1-3和圖5所示(用黑點標出)。在高于乳頭高度的上乳房皺襞線之間的內(nèi)側(cè)區(qū) 中，根據(jù)乳房皺襞線本身和局部輪廓的數(shù)據(jù)來確定胸壁左側(cè)和右側(cè)之間系統(tǒng)平面。頸部內(nèi) 側(cè)區(qū)域也一樣，帶有與胸鎖乳突肌相關(guān)的下部左右凸起特征。通過這些點的中部擬合一條 線來確定上身中線。虛擬胸壁本發(fā)明包括構(gòu)建一個虛擬的胸壁(其中可包含或不包含軟組織包被)并且減去患 者的三維輪廓表面。本發(fā)明的關(guān)鍵假設(shè)為乳房組織(包括實質(zhì)和軟組織包被)定位在前 胸壁上。在一個示例性實施方式中，可以通過下列解剖學(xué)特征和分析近似描述乳房下的胸 壁·確定乳房組織邊界的乳房皺襞線如圖1-2中所示?？拷榉堪欞诺男夭拷朴?圍繞乳房的彎曲線，并且確定在徑向超過乳房皺襞線約1厘米的距離?！な笭蠲嫔闲乇谙騼?nèi)的曲率由沿著上身中線的胸骨曲率確定 左旋和右旋的乳房皺襞線，定義了胸壁曲率的各自橫向線(也稱為腋線)；以及·為了補償胸肌的存在，腋折疊水平線可以從腋窩下獲得，并且等分乳房皺襞線到 上身中線。該線也不必為水平線，只要它與腋前線相連并且能從更加彎曲的路徑到達胸骨 中線。圖810、820和830顯示了不同視圖平面的虛擬胸壁的例子，所述虛擬胸壁用這些 彎曲的線來界定并且能用樣條插值或與功能形式匹配(如胸壁模型，如圖710、720和730 所示)或兩種技術(shù)的組合來產(chǎn)生。為了改善虛擬胸壁和照射的胸壁之間的解剖學(xué)準確性和 連貫性，使用樣條插值的另一種方法為具有一條以上圍繞乳房組織的曲線(910、920、930)，如圖9所示。沿著胸壁的這些曲率線包含與胸壁相關(guān)的信息并且稱為胸壁參數(shù)。測定三維示意圖的特征識別允許進一步自動化計算乳房相關(guān)點對點直線距離、三維表 面測定(3-D線)，用于幫助進行乳房成像、乳房植入體和尺寸分析、不對稱性分析和制定乳 房外科手術(shù)計劃。下面描述了這些測定以及他們是怎樣自動化確定的(這些測定可以參見 圖 1-8)。點對點距離乳房基底寬度在一個例子中，對應(yīng)于上身的左乳或右乳的乳房皺襞的乳房基底 寬度確定為在上身的冠狀面上乳房皺襞線的投影。在另一個例子中，在上身左乳或右乳乳 暈的上緣的高度上確定乳房基底寬度。乳房基底寬度為在適當?shù)母叨壬仙仙砉跔蠲嫔先榉?皺襞投影的外側(cè)和內(nèi)側(cè)之間的點對點距離。乳頭到胸骨中線乳頭到胸骨中線的線性測定確定為乳頭和胸骨中線的三維坐標 之間的最短距離。乳暈直徑用在三維示意圖中識別的顏色邊界信息和乳頭位置來確定乳暈的識 別。顏色比周圍組織更深的區(qū)域是乳暈所得顏色邊界。乳暈典型地為圓形外觀，但我們的 三維示意圖測定確定一個大體圓形的形態(tài)。在乳暈邊界內(nèi)包含乳頭三維特征，乳頭通常位 于每個乳暈的中心。對每個乳暈可確定2個乳暈直徑測定，一個平行于橫切面且第二個平 行于正中矢狀平面，其中直徑測定是從邊界的一個邊緣到同一乳暈邊界另一個邊緣之間的 點對點測定乳頭到乳頭的距離兩個乳頭位置間的線性測定計算為左乳頭和右乳頭的三維坐 標之間的最短距離。乳間距離乳間距離的線性測定計算為對應(yīng)于左乳和右乳的乳房皺襞線的內(nèi)緣的 三維坐標之間的最短距離。乳房皺襞線與胸壁上乳頭投影位置間的距離乳房皺襞線與胸壁上乳頭投影位置 間的線性測定計算為在左側(cè)的乳房皺襞線上最下方的點到虛擬胸壁上乳頭投影之間的最 短距離，對于右側(cè)也以此類推。鎖骨中心與乳頭的距離鎖骨中心與乳頭距離的線性測定計算為左側(cè)的鎖骨中心 點與左乳頭之間的最短距離，以及對右側(cè)也以此類推。乳房高度乳房高度的線性測定計算為水平線與乳房皺襞線的最下點之間的最短 距離，所述水平線從腋窩下獲得且等分乳房皺襞線的水平線到胸骨中線(這不一定是水平 線，只要它與腋前線相連且能通過更為彎曲的路徑到達胸骨中線)。表面測定三維胸骨切跡到乳頭的距離胸骨切跡到乳頭的三維表面測定計算為沿著胸骨切 跡和乳頭的三維坐標之間所確定的矢量對患者的三維輪廓表面進行的三維線積分。三維乳頭到乳房皺襞的距離乳頭到乳下或乳房皺襞的三維表面測定計算為沿著 從乳頭到乳下/乳房皺襞線的三維坐標確定的與正中矢狀平面平行的矢量對患者的三維 輪廓表面進行的三維線積分。三維鎖骨到乳頭的距離鎖骨到乳頭的三維表面測定計算為沿著平行于等分乳頭 的正中矢狀平面對患者三維輪廓表面進行的三維線積分。三維距離確定為乳頭和鎖骨之間的三維線積分。三維鎖骨中心到乳頭的距離鎖骨中心到乳頭的三維表面測定計算為沿著從鎖骨 中心點到乳頭的三維坐標之間確定的矢量對患者三維輪廓表面進行的三維線積分。乳房罩杯尺寸可以用自動化方式從上身前部的三維示意圖確定乳房(也稱為乳罩)罩杯尺寸。 首先，識別對應(yīng)于左乳和右乳的乳房皺襞線和三維乳頭特征。然后定義包含乳頭且垂直于 冠狀面的一個平面。圖10顯示了胸部曲線，該曲線確定了被胸部平面等分的上身前部的三 維示意圖的交集，其中胸部曲線外側(cè)從乳房皺襞線開始且沿著三維示意圖和平面的交集到 達乳頭區(qū)域，在這個點胸部曲線從一個乳頭到另一個乳頭是線性的，然后沿著三維示意圖 和平面的交集到達乳房皺襞線外側(cè)的點。確定胸部曲線的長度(圖10中的粗線1040)。第 二曲線定義為下表面曲線(圖10中的粗線1050)，其中三維表面線穿過乳房皺襞線下的平 面，其中該平面與橫切面或胸部平面接近于平行。確定下平面曲線的長度，該線起始并終止 于沿著平行于冠狀面的表面曲線(即胸平面1060)的點，所述冠狀面等分了胸部曲線上的 起始點和終止點。胸部曲線和下表面曲線測定之間的差異產(chǎn)生了一個值，查閱保存的數(shù)值 表格產(chǎn)生了乳罩罩杯尺寸。方向、顯示和不對稱性我們注意到，可以觀察到上身和下身的中線具有差異，并且身體的其他區(qū)域也有 不同的中線。中線是導(dǎo)出解剖學(xué)坐標系統(tǒng)以及對應(yīng)的冠狀面、矢狀面和橫切面的關(guān)鍵組分。 對于隆乳，上身中線和相關(guān)平面是相稱的。相對于這些平面顯示身體要比用原有照相機或 其他對照框具有優(yōu)勢?？梢杂米詣踊姆绞疆a(chǎn)生與垂直軸和水平軸的中線相關(guān)的身體的三維示意圖的 前視圖、斜視圖、仰視圖和俯視圖等資料視圖。如果定向并且顯示三維示意圖使得冠狀面平行于視圖平面，并且進一步定位三維 示意圖使得中線平行于顯示器的垂直軸，不對稱性變得明顯。在三維示意圖上分析同類型 左右解剖學(xué)特征的不對稱性的優(yōu)選實施方式，為平行于顯示為等分感興趣的解剖學(xué)特征的 橫切面的水平線。圖11例舉了對左乳或右乳的乳頭解剖學(xué)特征、左乳或右乳的乳暈、或左 乳或右乳的乳房皺襞線下緣的分析?？梢酝ㄟ^視圖平面上等分線間的最小距離來確定不對 稱性的程度，在這個例子中為冠狀面。通過顯示三維示意圖，通過確定該三維示意圖的方向 使橫切面平行于視圖平面且正中矢狀平面平行于垂直軸，圖12顯示了乳頭投影不對稱性。 顯示了冠狀面上的兩條水平線(1230)，每條線等分了各自乳頭位置(110、112)。水平線上 的垂直差異是投影的不對稱性程度。在另一個實施方式中，不對稱性可來源于乳頭之間、兩 個乳暈之間、冠狀面上投影的2個乳房皺襞之間的線的角度測定1240，例如相對于橫切面 的角度(未顯示)。圖13顯示了展示相對于胸壁1060的不對稱性的另一種形式，采用了仰視圖，即平 行于橫切面的視平面從下向上的視圖。在這個實施方式中，顯示了乳房皺襞線下的胸參數(shù) 線，并且畫出了乳房投影表面1330。這兩條線可以相對于正中矢狀平面成映像，使得可以觀 察到乳房投影的不對稱性和下面的胸壁。通過從左向右翻轉(zhuǎn)1330形成1330'，并且重疊 1330和1330，(與1330相比，注意到對于1330，乳頭110、112為鏡像)。如果帶有映像的 胸壁有大的變化，不對稱來源于硬組織。如果乳房投影而不是胸壁上有大的不對稱性，那么不對稱來源于軟組織。乳房體積在單個方法步驟中確定單個乳房或兩個乳房的乳房體積。確定乳房體積的技術(shù)需 要如上文所述從三維示意圖識別界定乳房下部的乳房皺襞、三維胸參數(shù)和虛擬胸壁。每個 乳房的體積是兩個表面之間的三維積分。特定地，胸參數(shù)所描述的特定乳房區(qū)域的三維示 意圖和虛擬胸壁的三維積分。關(guān)于單個乳房的乳房體積，只需要相關(guān)的單個乳房皺襞、圍繞單個乳房皺襞的胸 參數(shù)以及虛擬胸壁，該虛擬胸壁可為部分胸壁或包括其他乳房三維特征的胸壁。換而言之， 單個乳房的體積為三維示意圖與部分虛擬胸壁或帶有胸部左側(cè)和右側(cè)的虛擬胸壁示意圖 之間的三維積分。模擬三維特征的自動化識別提供了一個平臺，進行模擬所得乳房形態(tài)和相對于虛擬胸 壁的位置、以及獲得乳房形態(tài)上乳頭的位置。模擬的結(jié)果可以進一步輔助乳房成像、乳房植 入體和尺寸分析、不對稱性分析、以及制定乳房外科手術(shù)計劃。模擬了在三維示意圖上現(xiàn)有的(也稱為原有的_參見如圖7為原始三維示意圖) 形式上加入乳房植入體和相關(guān)外科手術(shù)的成果的模擬三維形式產(chǎn)生了所得乳房(圖14)。 計算的三維所得乳房定位在三維虛擬胸壁上(圖8為圖7中確定的三維胸壁)，使得所得乳 房形態(tài)的下后邊緣位于乳房皺襞線上或其附近(如140、142)。所得乳房具有帶高度、寬度 和投影的三維所得乳房形態(tài)。每個所得乳房形態(tài)的體積等于植入體體積加上具有一定程度 萎縮的現(xiàn)有乳房形式的體積。萎縮程度使現(xiàn)有乳房體積按照一個系數(shù)(如在0. 3到0. 6的 范圍內(nèi))減少?？梢匝刂萌S虛擬胸壁的表面向下、向上、向外或向內(nèi)或這些方向的任意組 合移動乳房皺襞線的位置。根據(jù)三維所得乳房轉(zhuǎn)化形狀來更新三維所得的模擬乳房，使得 它對應(yīng)于乳房皺襞線的轉(zhuǎn)變。在模擬的另一個方面，可以確定乳頭的所得三維位置。在這種情況下，所得三維模 擬是定位在虛擬胸壁上的所得三維乳房形態(tài)加上添加到乳頭位置上的三維乳頭特征。所得 三維乳頭特征等于在原始三維示意圖上的原始三維乳頭特征。此外，可以將乳暈的三維示 意圖和原始三維示意圖上的乳頭特征加到三維模擬上，所述三維模擬帶有在確定位點上有 所得三維乳頭的所得三維乳房形態(tài)。而且，也可以在模擬的結(jié)果上加上來源于原始三維示 意圖的乳暈顏色和乳頭。乳頭的所得位置取決于在三維示意圖識別的乳頭原始位置。像乳房皺襞線一樣， 也可向上、向下、向外、向內(nèi)或這些方向的任意組合來調(diào)整所得乳頭的位置?？梢杂酶鞣N方式來確定所得的乳頭三維位置。例如沿著兩個方向(即由中間向側(cè) 面和從下向上)確定所得乳頭從原始乳頭位置的位移。通過確定與等分原始乳頭位置110、112的胸壁1060相垂直的矢量1510、1512，圖 15顯示了在所得乳房形態(tài)上所得乳頭由中間向側(cè)面的位移。該矢量限定在橫切面上。所得 乳房位置1520、1522是該矢量與所得乳房形態(tài)的交叉點。通過確定原始三維示意圖720上在平行于正中矢狀平面的平面上乳頭112和鎖骨 162之間的距離1620，圖16顯示了在所得乳房形態(tài)1420上所得乳頭從下向上的位移1610，在一個平行于正中矢狀平面的平面內(nèi)所得三維乳房形態(tài)的三維表面上乳頭和鎖骨間的距 離(即長度恒定的兩條線1620)。圖17顯示了通過比較兩個三維示意圖上乳頭位置來確定在所得乳房外形上所得 從下向上位移的替代方法。在第一三維示意圖1710中，手臂貼著臀部，相對于相同的胸參 數(shù)(第一三維示意圖在本發(fā)明中也稱為三維示意圖)識別三維乳頭特征和位置。在第二三 維示意圖1720中，手臂舉過患者頭部，相對于相同的胸參數(shù)確定三維乳頭特征和位置。然 后通過在相應(yīng)乳頭高度的位置差異來確定乳頭位置從下向上的位移(即通過線1730的差 異來確定)。作為本領(lǐng)域的一個普通技術(shù)人員會意識到，可以不背離本發(fā)明的原理進行各種改 變、替代和變更或用其他方式實施。這些方法描述可以編碼成可執(zhí)行計算機代碼并且存儲 在計算機介質(zhì)或存儲介質(zhì)中。方法步驟也可以編碼在各種(獨立)的模塊中，每個模塊包 括一個或多個方法步驟，例如測定模塊、特征識別模塊、不對稱性模塊、乳房體積模塊、方向 模塊、可進一步區(qū)分為乳房形狀模擬模塊或乳頭模擬模塊等的模擬模塊等等。作為模塊的 方法或部分步驟也可整合到能進行或執(zhí)行方法步驟地半導(dǎo)體或計算機芯片中，其中芯片算 法可作為整合的系統(tǒng)的一部分調(diào)入并且執(zhí)行。芯片可用于例如乳房成像或爭端裝置或計算 機系統(tǒng)中。換而言之，方法步驟可以是用于執(zhí)行方法步驟地獨立模塊或工具。因此，本發(fā)明 的范圍應(yīng)該由下列權(quán)利要求或其相等法律意義條款來確定。
權(quán)利要求
一種以自動化方式從上身的三維(3 D)示意圖來確定乳房體積的計算機實現(xiàn)的方法，該方法包括下列步驟a)從所述三維示意圖識別乳房皺襞，其中所述乳房皺襞定義為沿著界定乳房下部的所述三維示意圖的三維表面的未閉合曲線；b)從所述三維示意圖識別三維胸部參數(shù)；c)從所述識別的乳房皺襞、所述三維胸部參數(shù)來確定局部胸壁，其中所述確定的局部胸壁被優(yōu)化為胸壁三維模型的特征，并且所述局部胸壁對應(yīng)于所述識別的乳房皺襞一側(cè)；以及d)從所述乳房皺襞、所述優(yōu)化的胸壁和所述上身的所述三維示意圖的三維表面積分來確定原始乳房體積。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述三維胸部參數(shù)為對應(yīng)于所述識別的乳 房皺襞一側(cè)的至少一條腋前線、一條前胸中線或其組合。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括通過向所述局部胸壁的所述三維表面加入三維所 得乳房來修飾所述上身的所述三維示意圖，其中所述三維所得乳房定義為三維乳房植入體 體積和乘以一個系數(shù)的所述原先確定的乳房體積的總和，并且其中所述三維所得乳房定位 在所述對應(yīng)乳房皺襞的附近或底部。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述系數(shù)為0.3到0. 6。
5.一種以自動化方式從上身的三維(3-D)示意圖來確定乳房體積的計算機實現(xiàn)的方 法，該方法包括下列步驟a)從所述三維示意圖來識別對應(yīng)于所述上身的左乳和右乳的乳房皺襞，其中所述每一 個乳房皺襞定義為沿著界定對應(yīng)乳房下部的所述三維示意圖的三維表面的未閉合曲線；b)從所述三維示意圖來識別三維胸部參數(shù)；c)從所述識別的乳房皺襞、所述三維胸部參數(shù)來確定胸壁，其中所述確定的胸壁優(yōu)化 為胸壁三維模型的特征；并且d)從所述對應(yīng)乳房皺襞、所述優(yōu)化的胸壁和所述上身的所述三維示意圖的三維表面積 分來確定對應(yīng)于左乳或右乳的至少一個原始乳房體積。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述胸部參數(shù)為對應(yīng)于所述上身左側(cè)的至 少一條腋前線、對應(yīng)于所述上身右側(cè)的至少一條腋前線、一條前胸中線或其組合。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括通過向胸壁以及對應(yīng)于身體左側(cè)或右側(cè)的所述三 維示意圖加入至少一個三維所得乳房來修飾所述上身的所述三維示意圖，其中每一個所述 三維所得乳房定義為三維乳房植入體體積和乘以一個系數(shù)的所述原先確定的乳房體積的 總和，并且其中每一個所述三維所得乳房定位在所述對應(yīng)乳房皺襞的附近或底部。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述系數(shù)為0.3到0. 6。
9.一種以自動化方式從上身的三維(3-D)示意圖來確定乳房測定的計算機實現(xiàn)的方 法，該方法包括下列步驟a)通過對所述三維示意圖的輪廓分析，從所述三維示意圖自動化識別所述上身的第一 組三維特征和位置；b)從所述第一組識別的三維特征和位置，來識別所述上身的第二組三維特征和位置；以及c)用至少一部分所述三維特征和位置來確定多個三維乳房相關(guān)表面測定，或用至少一 部分所述三維特征和位置來確定多個點對點乳房相關(guān)直線距離，或者是確定上述參數(shù)的組I=I O
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一組識別的三維特征和位置涉及一 個或兩個乳頭、一條或多條腋前線、臍、一個或多個面部特征、或頸、或其任意組合。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二組識別的三維特征和位置涉及胸 骨切跡、胸骨、一個或多個鎖骨、一個或多個胸壁參數(shù)、上身中線、冠狀面、一個或兩個乳暈、 一條或多條乳房皺襞線、或一條或多條腋前線、或其任意組合。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述上身中線是根據(jù)至少一個所述鎖骨、 所述胸骨切跡、一條或多條所述乳房皺襞線、所述胸骨或一個或多個所述胸壁參數(shù)來確定 的。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述冠狀面是根據(jù)至少一個所述鎖骨、所 述胸骨切跡、所述上身中線、一條或多條所述腋線、一條或多條所述乳房皺襞線、所述胸骨 或一個或多個胸壁參數(shù)來確定的。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括根據(jù)至少一個所述第二組識別的三維特征和位 置界定的所述上身來確定上身中線或冠狀面，或確定所述上身中線和所述冠狀面的組合。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，一個所述點對點乳房相關(guān)距離為平行于 橫切面的第一乳暈直徑，其中所述橫切面定義為與所述冠狀面和所述上身中線都成直角的 面，或其中另一個所述點對點乳房相關(guān)距離為平行于正中矢狀平面的第二乳暈直徑，其中 所述正中矢狀平面定義為與所述冠狀面和橫切面都成直角的面，或所述兩個乳暈直徑的組I=I O
16.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括根據(jù)所述上身的左乳或右乳的乳房皺襞來確定 乳房基底的寬度，其中所述乳房皺襞是從所述上身的所述三維示意圖中自動識別的，且其 中所述乳房基底寬度為所述乳房皺襞在所述上身的所述冠狀面上的投影。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括在所述上身的左乳或右乳的乳暈上緣的高度 上確定乳房基底寬度，其中所述乳房基底寬度是乳房皺襞在所述上身的所述冠狀面上的投 影，且其中所述乳房皺襞是從所述上身的所述三維示意圖自動識別的。
18.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述多個三維表面測定中至少一個為對應(yīng) 于所述上身的左乳或右乳的乳房皺襞，其中乳房皺襞定義為沿著界定所述乳房下部的所述 三維示意圖的三維表面的未封閉曲線。
19.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述乳房相關(guān)點對點直線距離為乳頭到乳 頭的距離、乳頭到胸骨中線的距離、乳間距離、乳房基底寬度、一個或多個乳暈直徑、鎖骨中 點到乳頭的距離、乳房高度、或乳房皺襞線到乳頭在胸壁上投影位置的距離、或其組合。
20.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述三維乳房相關(guān)表面測定為乳頭到乳房 皺襞的三維表面線、胸骨切跡到乳頭的三維表面線、鎖骨到乳頭的三維表面線、或鎖骨中點 到乳頭的三維表面線、或其組合。
21.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括具有彩色的所述上身的所述三維示意圖。
22.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括通過以下步驟以自動化方式確定乳房罩杯尺寸i.從所述三維示意圖識別對應(yīng)于所述上身左乳和右乳的乳房皺襞線和三維乳頭特征；ii.確定胸部平面上的胸部曲線長度，其中所述胸部平面等分所述識別的乳頭，并且與 冠狀面成直角。iii.確定下表面曲線的長度，該下表面曲線定義為所述乳房皺襞線的下平面的三維表 面曲線，其中所述下平面與橫切面接近于平行；以及iv.根據(jù)所述胸部曲線長度和所述下表面曲線長度之間的差異來確定所述乳房罩杯尺寸。
23.一種以自動化方式定向且顯示上身的三維(3D)示意圖的計算機實現(xiàn)的方法，該方 法包括下列步驟a)從所述上身的所述三維示意圖識別多個所述上身的三維特征和位置；b)確定由至少一個所述識別的三維特征和位置所定義的上身中線；c)確定由至少兩個所述識別的三維特征和位置所定義的所述上身的冠狀面；d)在顯示器上旋轉(zhuǎn)并且顯示所述上身的所述三維示意圖，使得所述上身的所述冠狀面 與所述顯示器的視圖平面相重合，并使得所述上身中線與所述顯示器的垂直軸平行。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述上身中線是根據(jù)至少一個鎖骨、胸骨 切跡、一條或多條乳房皺襞線、胸骨、或一個或多個胸壁參數(shù)，或其組合來確定的。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述冠狀面是根據(jù)至少一個鎖骨、胸骨切 跡、胸骨中線、一條或多條腋前線、一個或多個乳房皺襞線、胸骨、或一個或多個胸壁參數(shù)、 或其組合來確定的。
26.如權(quán)利要求23所述的方法，還包括識別并顯示一條或多條等分線，其中每條所述 線等分一個解剖學(xué)特征或是等分同類型的兩個解剖學(xué)特征。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，所述解剖學(xué)特征為左乳或右乳的乳頭、左 乳或右乳的乳暈、或左乳或右乳的一條或多條乳房皺襞線。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，至少一條所述等分線用于測定所述左乳 和所述右乳之間的所述解剖學(xué)特征的不對稱性。
29.如權(quán)利要求26所述的方法，還包括確定橫切面，其中所述橫切面定義為與所述冠 狀面和所述上身中線都成直角的面，并且顯示與所述橫切面平行的一條或多條所述等分 線。
30.一種以自動化方式直觀比較同一上身的不同三維(3-D)示意圖的計算機實現(xiàn)的方 法，該方法包括下列步驟a)通過所述第一三維示意圖的輪廓分析，從第一三維示意圖自動化識別所述上身的第 一組三維特征和位置；b)從所述第一三維示意圖中的第一組識別的三維特征和位置，識別所述上身的第二組 三維特征和位置；c)通過所述第二三維示意圖的輪廓分析，從第二三維示意圖自動化識別所述上身的第 一組三維特征和位置；d)從所述第二三維示意圖中的第一組識別的三維特征和位置，識別所述上身的第二組 三維特征和位置；以及e)通過使對應(yīng)三維示意圖中的所述第一組和第二組識別的特征之間的各自三維位置和方向的一個或多個差異最小化，確定所述第一和所述第二三維示意圖的方向。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，每個所述三維示意圖中所述的第一組識 別的三維特征和位置涉及一個或兩個乳頭、一條或多條腋線、或頸、或其組合。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，每個所述三維示意圖中所述的第二組識 別的三維特征和位置涉及胸骨切跡、胸骨、一個或多個鎖骨、一個或多個胸壁參數(shù)、上身中 線、冠狀面、一個或兩個乳暈、一條或多條乳房皺襞線、或一條或多條腋前線、或其組合。
33.一種以自動化方式定向和顯示上身的三維(3-D)示意圖的計算機實現(xiàn)的方法，該 方法包括下列步驟a)從所述上身的所述三維示意圖識別所述上身的多個三維特征和位置；b)確定由至少一個所述識別的三維特征和位置所定義的上身中線；c)確定由至少兩個所述識別的三維特征和位置所定義的所述上身的橫切面；以及d)在顯示器上旋轉(zhuǎn)并且顯示所述上身的所述三維示意圖，使得所述上身的所述橫切面 與所述顯示器的視圖平面相重合，并使得所述上身中線與所述顯示器的垂直軸平行。
34.一種以自動化方式從上身的三維示意圖來確定所得三維(3-D)乳房形態(tài)的計算機 實現(xiàn)的方法，該方法包括下列步驟a)從所述三維示意圖來識別對應(yīng)于右乳和左乳的乳房皺襞，其中每個所述乳房皺襞定 義為沿著界定所述乳房下部的所述三維示意圖的三維表面的未封閉曲線。b)從所述三維示意圖識別三維胸部參數(shù)；c)從所述識別乳房皺襞、所述三維胸部參數(shù)來確定三維胸壁，其中所述確定的胸壁優(yōu) 化為胸壁三維模型的特征；以及d)將所得三維乳房形態(tài)加到所述優(yōu)化胸壁的三維表面，其中所述所得三維乳房形態(tài)的 下沿位于其各自的乳房皺襞線上或其附近，且其中所述所得乳房形態(tài)由寬度、高度和投影 等參數(shù)來確定。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述所得三維乳房形態(tài)的體積定義為三 維乳房植入體的體積和乘以一個系數(shù)的從所述三維示意圖確定的原始乳房體積的總和。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述系數(shù)為0.3到0. 6。
37.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括沿著所述所得三維乳房形態(tài)的表面向下、向上、 向外、向內(nèi)或所述方向的任意組合來移動所述乳房皺襞之一，并且將所述所得三維乳房形 態(tài)加到所述優(yōu)化的胸壁的三維表面，其中所述所得三維乳房形態(tài)的下緣位于其各自的乳房 皺襞線上或其附近，其中所述乳房皺襞線在所述移動到的位置上。
38.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括確定所得三維乳頭特征和在所述所得三維乳房 上的位置。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，所述所得三維乳頭特征和位置是由在所 述三維示意圖上原先確定的三維乳頭特征和位置所決定的。
40.如權(quán)利要求38所述的方法，還包括沿著所述所得三維乳房形態(tài)的表面向下、向上、 向外、向內(nèi)或上述方向的任意組合移動所述所得三維乳頭特征。
41.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括確定所得乳暈的顏色和所述所得三維乳房上的 三維邊界，其中所述乳暈邊界包含所述所得三維乳頭特征和位置。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，所述所得三維乳暈顏色邊界是從所述三維示意圖上原先確定的三維乳暈邊界和顏色來確定的。
43.如權(quán)利要求41所述的方法，還包括沿著所述所得三維乳房形態(tài)的表面向上、向下、 向外、向內(nèi)或所述方向的組合來移動所述所得三維乳暈顏色邊界。
44.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述高度是由胸壁的高度或乳房皺襞線 或其組合來確定的。
45.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述寬度小于或等于乳房基底的寬度。
46.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述投影是由所述所得三維乳房的所得 乳房體積所確定的。
47.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括通過以下步驟以自動化的方式在所述所得乳房 形態(tài)上確定所得乳頭由中間向側(cè)面的位移a)從所述三維示意圖識別原始乳頭的三維特征和位置；b)確定上身中線；c)確定所述上身的冠狀面；d)確定所述上身的橫切面，該橫切面定義為與所述上身中線和所述冠狀面都成直角的 平面；e)確定與等分所述原始乳頭位置的胸壁垂直的矢量，其中所述矢量在所述橫切面上；以及f)確定所述所得乳頭由內(nèi)向外的位移，該位移定義為在所述橫切面上所述所得乳房形 態(tài)和所述矢量的交集。
48.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括通過以下步驟以自動化的方式在所述所得乳房 形態(tài)上確定所得乳頭從下向上的位移a)從所述三維示意圖識別原始乳頭的三維特征和位置；b)從所述三維示意圖識別對應(yīng)于所述乳頭側(cè)的鎖骨的三維特征和位置；c)確定所述上身中線；d)確定所述上身的正中矢狀平面；e)在一個與正中矢狀平面平行的平面上確定所述乳頭和所述鎖骨之間的距離；以及f)確定所得乳頭從下向上的位移，該位移定義為在所述平行于所述正中矢狀平面的平 面上所述所得三維乳房形態(tài)的所述三維表面上所述乳頭和所述鎖骨之間所保持的距離。
49.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括通過以下步驟以自動化的方式在所述所得乳房 形態(tài)上確定所得乳頭向上的位移a)從上身的第二三維示意圖識別至少一個乳房皺襞，其中所述乳房皺襞定義為沿著界 定乳房下部的所述三維示意圖的三維表面的未封閉曲線，其中所述第二三維示意圖顯示了 雙手高舉過頭的上身，其中所述三維示意圖顯示了雙手貼臀的上身；b)從所述第二三維示意圖識別三維胸部參數(shù)；c)從所述第二三維示意圖識別乳頭的三維特征；d)確定相對于與所述第二三維示意圖相關(guān)的胸部參數(shù)的乳頭位置；e)確定相對于與所述三維示意圖相關(guān)的胸部參數(shù)的乳頭位置；以及f)確定所述所得乳頭的向上位移，即從所述三維示意圖和所述第二三維示意圖識別的 所述乳頭位置之間的差異。
全文摘要
本發(fā)明提供了能進行上身前部三維示意圖的自動化分析的方法、技術(shù)或模塊，用以(i)識別三維解剖學(xué)特征；(ii)根據(jù)解剖學(xué)構(gòu)造或顯示器來確定對象的方向；(iii)確定包括點對點直線、三維表面線和體積值等空間分析；(iv)模擬加入了乳房植入體后包括乳房和乳頭定位等的結(jié)果；(v)幫助選擇乳房植入體；和/或(vi)幫助制定乳房手術(shù)計劃。自動化分析基于下列分析上身三維輪廓圖的變化分析、三維特征和平面的方向分析、三維特征的顏色分析、和/或上身的三維特征和位置的空間分析。
文檔編號A61B19/00GK101938953SQ200980104975
公開日2011年1月5日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月9日
發(fā)明者D·H·莫多特, P·G·麥斯威爾, T·J·里奧里奧斯 申請人:精光股份有限公司