一种面部整形测评设备及其方法与流程

1.本发明涉及整形设备技术领域，特别是涉及一种面部整形测评设备及其方法。


背景技术：

2.面部整形是在整形外科基础上发展起来的新型学科，随着社会的发展和观点的转变，要求通过面部整形手术而获得理想容貌的人逐渐增加。面部整形主要包括鼻部整形，眼部整形、脸部整形、耳部整形、皮肤整形等。鼻部整形包括隆鼻手术、鼻尖整形手术、畸形鼻矫正手术等；眼部整形包括双眼皮手术、去眼袋手术、内眦赘皮矫正术、开眼角手术等；脸部整形包括下颌角整形、咬肌整形、颊脂肪垫整形、下巴整形、颧骨整形等；耳部整形包括畸形整形和耳部再造等；皮肤整形则多为皱纹去除、嫩肤去斑等。
3.常规的面部整形手术大多是通过医生的经验来进行，整个过程缺乏客观评判指标。近年来出现了各种面部检测，效果模拟和手术指导方法，比较典型的有采用计算机断层(computed tomography,ct)成像技术的方法，采用磁共振成像(magnetic resonance imaging,mri)技术的方法，采用数码相机获取图像的技术方法，以及采用逆向工程(reverse engineering,re)中的非接触式测量仪成像技术方法。但上述技术方法在面部整形上的应用都未形成一种专用的设备，并且也无法对面部整形患者的皮肤质地，皮肤延展性进行定量评价。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种面部整形测评设备，该面部整形测评设备能够对面部的皮肤表面以及表面下组织进行三维成像，定量化制定面部整形方案，还能对患者皮肤的延展性进行测评，从而定量指导皮肤整形。
5.为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种面部整形测评设备，包括：
7.头部固定组件，用于固定患者的头部；
8.3d扫描仪，用于获取患者的整体面部表面点云数据，；
9.扫描探头，用于获取患者的面部局部目标皮肤表面及表面下三维结构的数据信息；
10.牵拉器，用于测定患者可承受的最大牵拉程度，与3d扫描仪和扫描探头配合，实现皮肤延展表面积的测量；
11.智能控制组件，分别与所述3d扫描仪、所述扫描探头和所述牵拉器电连接；
12.其中，患者的头部被所述头部固定组件固定后，所述3d扫描仪将测得的数据传输至所述智能控制组件，由所述智能控制组件进行数据分析，进而生成患者面部的原始3d模型，在医患沟通的基础上，结合所述扫描探头和所述牵拉器测得的数据，及所述智能控制组件的数据分析，生成目标3d模型和手术方案。
13.优选地，所述智能控制组件包括控制模块、案例数据库以及手术方案生成模块，所
述控制模块分别与所述扫描探头、所述3d扫描仪和所述牵拉器电连接，所述手术方案生成模块分别与所述控制模块和所述案例数据库电连接。
14.优选地，所述头部固定组件包括支架、第一固定件和第二固定件，所述第一固定件和第二固定件呈间隔安装于所述支架上，所述第一固定件围设固定患者的额部，所述第二固定件围设固定患者的下巴。
15.优选地，所述牵拉器包括用于牵拉患者面部的牵拉杆，与所述牵拉杆固接的控制件，高度调节件以及力度调节件，所述高度调节件和所述力度调节件与所述控制件电连接。
16.优选地，所述面部整形测评设备还包括3d打印机，所述3d打印机与所述智能控制组件电连接。
17.优选地，所述面部整形测评设备还包括与所述智能控制组件电连接的显示器，所述显示器用以显示所述智能控制组件生成的患者面部3d模型，手术方案，测评过程中的各项参数，以及牵拉器的牵拉数据。
18.优选地，所述面部整形测评设备还包括安装座，所述安装座用以安装所述3d扫描仪、所述扫描探头和所述牵拉器。
19.本发明还提供了一种所述的面部整形测评设备的方法，包括如下步骤：
20.将患者的头部固定于头部固定组件；
21.打开3d扫描仪，获取患者的整体面部表面点云数据并测量关键尺寸值；
22.打开扫描探头，获取患者的面部局部目标皮肤表面及表面下三维结构数据，评估皮肤粗糙度、皮肤延展性；
23.启动牵拉器，测定患者可承受的最大牵拉程度，与3d扫描仪和扫描探头配合，实现皮肤延展表面积的测量。
24.将所述3d扫描仪获得的数据传输至智能控制组件，由所述智能控制组件进行数据分析，进而生成患者面部的原始3d模型，在医患沟通的基础上，结合所述扫描探头和所述牵拉器测定数据，及所述智能控制组件的数据分析，生成目标3d模型和手术方案。
25.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
26.上述技术方案中所提供的一种面部整形测评设备，是通过头部固定组件将患者头部固定，并通过3d扫描仪获取患者的面部表面点云数据，能够生成患者的原始3d模型，实现对患者面部的各项参数进行测量分析，还通过扫描探头获取患者的面部局部目标皮肤表面及表面下三维结构的数据信息，能够实现评估皮肤的粗糙度和延展性，通过牵拉器获取患者皮肤最大承受的牵拉程度，与3d扫描仪和扫描探头配合，实现皮肤延展表面积的测量。因此，该面部整形测评设备的3d扫描仪可快速获取整体面部表面点云数据，针对局部目标皮肤可进一步采用扫描探头获取其表面及表面下三维结构的数据信息，不仅能够对面部各项参数进行测量分析，还能对皮肤特性进行定量评价。
附图说明
27.图1为本发明实施例中一种面部整形测评设备的示意图。
28.附图标记说明：
29.101、第一固定件；102、第二固定件；103、支架；200、3d扫描仪；300、扫描探头；400、牵拉器；401、牵拉杆；402、控制件；403、高度调节件；404、力度调节件；500、安装座；600、智
能控制组件；700、显示器。
具体实施方式
30.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.请参阅图1，本发明实施例中提供了一种面部整形测评设备，包括：
34.头部固定组件，用于固定患者的头部；
35.3d扫描仪200，用于获取患者的整体面部表面点云数据；
36.扫描探头300，用于获取患者的面部局部目标皮肤表面及表面下三维结构的数据信息；
37.牵拉器400，用于测定患者可承受的最大牵拉程度，与3d扫描仪和扫描探头配合，实现皮肤延展表面积的测量。
38.智能控制组件600，分别与所述3d扫描仪200、所述扫描探头300和所述牵拉器400电连接；
39.其中，患者的头部被所述头部固定组件固定后，所述3d扫描仪200将测得的数据传输至所述智能控制组件600，由所述智能控制组件600进行数据分析，进而生成患者面部的原始3d模型，在医患沟通的基础上，结合所述扫描探头300和所述牵拉器400测得的数据，及所述智能控制组件600进行数据分析，生成目标3d模型和手术方案。
40.需要说明的是，3d扫描仪200可采用移动式，利用点云数据建立数字化面部3d模型，进行面部整形手术的面积确定和面部美容的评价，并测量一些关键部位的尺寸。扫描探头300可采用可移动oct扫描探头300，其是一种无损检测，能够精准量化皮肤三维结构的参数，实现对皮肤的非浸入、非接触、无损的检测。扫描探头300能够量化皮肤粗糙度，评估皮肤延展性，还可用于获取面部痤疮、烧伤等疤痕区域皮肤的三维光学衰减系数信息和血流灌注信息，评估疤痕程度及内部血管网络。牵拉器400获取患者皮肤最大承受的牵拉程度，与3d扫描仪200和扫描探头300配合，实现皮肤延展表面积的测量。
41.可以理解的是，通过头部固定组件将患者头部固定，并通过3d扫描仪200获取患者的面部表面点云数据，能够生成患者的原始3d模型，实现对患者面部的各项参数进行测量分析，还通过扫描探头300获取患者的面部皮肤表面及表面下三维结构的数据信息，能够实
现评估皮肤的延展性，还通过牵拉器400获取患者皮肤最大承受的牵拉程度，与3d扫描仪200和扫描探头300配合，实现皮肤延展表面积的测量。因此，该面部整形测评设备不仅能够对面部各项参数进行测量分析，还能对皮肤特性进行定量评价。
42.在其中一实施例中，所述牵拉器400包括用于牵拉患者面部的牵拉杆401，与所述牵拉杆401固接的控制件402，高度调节件403以及力度调节件404，所述高度调节件403和所述力度调节件404与所述控制件402电连接。
43.需要说明的是，所述牵拉器400用于测定患者可承受的最大牵拉程度，以辅助鼻部整形手术以及皮肤整形手术对皮肤表面积的测量。具体地，所述牵拉器400可用于整形前鼻部牵拉的有效锻炼，辅助渐进式增加牵拉力度，保证有效牵拉；在固定牵拉力度下，进行3d扫描成像，得到鼻部皮肤最大延展程度，由医生评估鼻部牵拉效果是否满足假体植入要求；辅助3d扫描成像，避免传统手部牵拉造成的成像遮挡，且难以进行前后对比，提供鼻部延展的定量分析，对比牵拉锻炼前后的效果。此外，所述牵拉器400在皮肤除皱手术中可用于皮肤表面积的测算，协助医生制定除皱整形方案。
44.牵拉器400与扫描探头300相结合使用，由于扫描探头300用于获取患者的皮肤参数，测量患者皮肤粗糙度，评估皮肤延展性，进而计算植入式整形手术所需皮肤的面积，指导患者有依据的使用牵拉器400进行牵拉操作，避免患者被牵拉器牵拉受损伤。
45.可以理解的是，牵拉杆401配有固定夹，夹紧需牵拉的部位或者夹紧面部的特定部位进行牵拉，由于控制件402与牵拉杆401固定，控制件402通过牵拉杆401提供给面部被牵拉部位适配的牵拉力，高度调节件403可以为高度调节旋钮，用于调整牵拉时的高度，力度调节件404可以为力度调节旋钮，用于调整牵拉时的力度；将牵拉过程中的数据传输至智能控制组件600，智能控制组件600将相关牵拉参数显示于显示器700上，如牵拉角度、牵拉高度、牵拉力度等。
46.具体地，所述智能控制组件600包括控制模块、案例数据库以及手术方案生成模块，所述控制模块分别与所述扫描探头300、所述3d扫描仪200和所述牵拉器400电连接，所述手术方案生成模块分别与所述控制模块和所述案例数据库电连接。
47.需要说明的是，所述控制模块用于建立患者面部的3d模型以及测量一些关键部位的尺寸，量化皮肤粗糙度，评估皮肤延展性和获取患者皮肤牵拉参数；所述案例数据库用于存储整形项目美学标准的数据或成功整形案例的数据，如面部美学数据库包含的信息有容貌面指数、ricketts美容线、面部轮廓的“三庭五眼”和“四高三低”或其他面部器官美学评价标准，用于指导患者的整容手术；所述手术方案生成模块用于生成手术方案。控制模块、案例数据库和手术方案生成模块进行软件数据运算时，采用现有软件如windows系统、macos系统、linux系统、ios系统、安卓系统等。
48.可以理解的是，智能控制组件600能够用于控制3d扫描仪200、扫描探头300和牵拉器400，3d扫描仪200、扫描探头300和牵拉器400将测量得到的数据传输至控制模块，控制模块将获得的数据进行参数化，并建立患者面部3d模型，测量、对比获取到的各项参数，控制模块将处理后的数据传输至手术方案生成模块，手术方案生成模块根据控制模块处理后的数据与案例数据库的数据进行比对，生成初步手术方案，再结合医生和患者沟通的结果(如皮肤质地、皮肤延展性，面部外形，整形满意度等)，对患者的原始3d模型数据进行调整，经过运算生成最终手术方案。
49.为了实现对患者头部的固定，所述头部固定组件包括支架103、第一固定件101和第二固定件102，所述第一固定件101和第二固定件102呈间隔安装于所述支架103上，第一固定件101设于第二固定件102上方，所述第一固定件101围设固定患者的额部，所述第二固定件102围设固定患者的下巴，将患者额部和下巴固定后，有效保证3d扫描仪200和扫描探头300扫描后获得数据的准确性。
50.优选的实施方式，所述面部整形测评设备还包括3d打印机，所述3d打印机与所述智能控制组件600电连接。智能控制组件600将生成的患者面部原始3d模型数据和调整后的目标3d模型数据传输至3d打印机，由3d打印机将患者的原始3d模型和调整后的目标3d模型进行打印，形成实体，方便医生与患者进行手术方案的沟通。
51.另外，所述面部整形测评设备还包括与所述智能控制组件600电连接的显示器700，所述显示器700用以显示所述智能控制组件600生成的患者面部3d模型以及手术方案，还能显示测评过程中的各项参数，例如牵拉参数等，有利于医生和患者进行查看。
52.为了进行安装挂载，所述面部整形测评设备还包括安装座500，所述安装座500用以安装所述3d扫描仪200、所述扫描探头300以及显示器700。
53.本发明实施例中还提供了一种用于所述的面部整形测评设备的方法，包括如下步骤：
54.将患者的头部固定于头部固定组件；
55.打开3d扫描仪200，获取患者的整体面部表面点云数据并测量关键尺寸值；
56.打开扫描探头300，获取患者的面部局部目标皮肤表面及表面下三维结构数据，评估皮肤粗糙度、皮肤的延展性；
57.启动牵拉器400，测定患者可承受的最大牵拉程度，与3d扫描仪和扫描探头配合，实现皮肤延展表面积的测量。
58.将所述3d扫描仪200获得的数据传输至智能控制组件600，由所述智能控制组件600进行数据分析，生成患者面部的原始3d模型；在医患沟通的基础上，结合所述扫描探头300和所述牵拉器400测定的数据，及所述智能控制组件600进行数据分析，生成目标3d模型和手术方案。
59.可以理解的是，3d扫描仪200、扫描探头300和牵拉器400将测量得到的数据传输至控制模块，控制模块将获得的数据进行参数化，并建立患者面部3d模型，测量、对比获取到的各项参数，控制模块将处理后的数据传输至手术方案生成模块，手术方案生成模块根据控制模块处理后的数据与案例数据库的数据进行比对，生成初步手术方案，再结合医生和患者沟通的结果(如皮肤质地、皮肤延展性，面部外形，整形满意度等)，对患者的原始3d模型数据进行调整，经过运算生成最终手术方案。该方法不仅能够对面部各项参数进行测量分析，还能对皮肤特性进行定量评价，最终通过智能控制组件600将扫描得到的数据进行比对分析，生成初步手术方案，具有较好的适用性。
60.具体地，若需要对鼻部进行整形，患者将头部固定在头部固定组件上，将下巴放置在第二固定件102处，额头由第一固定件101固定，启动3d扫描仪200进行患者面部扫描，获取患者面部的点云数据，建立3d模型，并测量患者鼻部各项参数，如鼻背长度、宽度、鼻尖突出度、鼻唇角、鼻面角、鼻额角等鼻部美学亚单位的精确数据。
61.患者鼻子可使用控制件402进行牵拉，牵拉过程中，患者通过牵拉器400的高度调
节件403和力度调节件404进行实时调节，患者在进行鼻子牵拉时，可选配不同的牵拉杆401，牵拉杆401头部的固定夹，可以是一次性鼻套、鼻尖夹、鼻小柱夹、鼻翼夹；一次性鼻套可深入鼻孔，进行牵拉效果的测试；鼻尖夹可对鼻背、鼻尖进行牵拉，牵拉方向包括向前牵拉和向下牵拉；鼻小柱夹可夹住鼻小柱进行向下牵拉、向前牵拉；鼻翼夹可夹住鼻翼向下牵拉。牵拉力需要达到患者最大承受能力为止，记录此时的牵拉力，同时启动3d扫描仪200扫描患者鼻部，获得鼻部表面积延展值；启动扫描探头300获得患者鼻部的皮肤粗糙度、皮肤延展性等参数，以及获取面部痤疮、烧伤等疤痕区域皮肤的三维光学衰减系数信息和血流灌注信息，评估疤痕程度及内部血管网络。
62.根据获得的患者面部和鼻部的各项参数，与美学标准进行对比，如理想鼻长度即鼻根点到鼻尖点的距离应该等于口点到颏下点的距离，而鼻尖突出度等于理想鼻长度
×
0.67；鼻额角，理想值约为25
°‑
30
°
，对于亚洲人，额部较低平，额鼻角略大于标准；鼻唇角，理想的角度，女性为95
°‑
100
°
，男性比女性略小，为90
°‑
95
°
；鼻面角，理想值约为120
°‑
125
°
，基于对比结果，对鼻3d模型进行调整，不仅使鼻部外观符合美学标准，同时使鼻部与面部的比例协调。虽然所有角度都是固定的，但每一张面孔都是独特的，在鼻综合整形的同时，使鼻部与面部的比例更加平衡。
63.智能控制组件600可根据对比数据，自动生成鼻部整形方案，医生可使用自动生成的方案与患者进行沟通，然后对方案进行调整；或者医生可根据面部整形测评数据，人工设计手术方案。
64.若需要进行面部祛皱时，将患者头部固定于头部固定组件上，将下巴放置在第二固定件102处，额头由第一固定件101固定，启动3d扫描仪200进行患者的面部扫描，获取患者面部的点云数据，建立面部3d模型。并启动扫描探头300测量面部皮肤的粗糙度、皮肤延展性。将牵拉器400夹紧固定在需要进行除皱的皮肤，牵拉过程中，患者通过牵拉器400的高度调节件403和力度调节件404进行实时调节，牵拉方向可以向前牵拉、向下牵拉和侧向牵拉，牵拉力需要达到患者最大承受度为止，然后记录此时的牵拉角度、牵拉高度、牵拉力度，同时启动3d扫描仪200扫描患者面部，获得面部皮肤表面积延展值，再启动扫描探头300获得患者的皮肤粗糙度、皮肤延展性。
65.根据获得的患者面部各项参数，与美学标准进行对比，智能控制组件600运算生成面部除皱初步手术方案，医生可使用生成的方案与患者进行沟通，然后对方案进行调整；或者医生可根据面部整形测评数据，人工设计手术方案。
66.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。