一种植发规划方案生成方法、系统、介质及电子设备技术方案

本发明专利技术涉及机器视觉辅助毛囊移植技术领域，公开了一种植发规划方案生成方法、系统、介质及电子设备，所述方法包括以下步骤：获取患者头部毛囊图像和患者头部三维表面模型；将所述患者头部三维表面模型进行等面积投影，得到二维表面图像，与所述患者头部毛囊图像进行叠加显示；接收取发区域和植发区域的区域划定，以及接收种植参数；根据种植参数确定取发区域内待取毛囊位置，以及植发区域内预种植毛囊位置，得到规划方案。本发明专利技术在获取了患者头部三维表面模型以及头部毛囊图像的基础上，引入地图投影思想，基于等面积投影将三维表面模型在二维平面上展开，实现了更为均匀的取发和植发规划。规划。规划。

【技术实现步骤摘要】
一种植发规划方案生成方法、系统、介质及电子设备


[0001]本专利技术属于机器视觉辅助毛囊移植
，尤其涉及一种植发规划方案生成方法、系统、介质及电子设备。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]植发手术的主要过程为首先在取发区域提取2000个以上的毛囊，然后将这些毛囊在需要种植的区域均匀植入，因此，手工进行的植发手术存在依赖医生经验、耗时费力、植发成功率低等诸多问题，其中一个凸显的问题是如何保证提取毛囊以及种植毛囊的均匀性。由于头部为曲面，若要保证提取毛囊以及种植毛囊的均匀性，需要医生具有很强的空间想象能力。
[0004]为了缓解医生压力，减少手术对于医生经验的依赖等，目前已经研发出辅助植发的机器人，例如ARTAS植发机器人，其可以通过术前三维建模，从而提前预知术后效果，但是，目前仍然存在至少以下问题有待解决：目前为了提高毛囊提取或种植的均匀性，行业内普遍借助术前三维建模的手段，对毛囊提取方案进行规划，提前查看术后效果。但是，目前仍然存在至少以下问题有待解决：（1）受限于建模精度，基于该模型，难以进行精细的手术方案规划，提取和种植的毛囊位置仍然需要医生主观判定，术后取发区域和种植区域的毛囊均匀性无法保证。
[0005]（2）规划的过程和手术的过程是完全独立的两个过程，即使术前进行了完善的规划，术中仍然很大程度上依赖医生的空间想象能力，才能保证均匀性。
[0006]（3）整个手术过程需要从取发区域提取2000个以上的毛囊，再种植到植发区域，耗时长，对于医生而言，长时间精细化操作精神压力较大，对于患者而言，由于伤口密集，术中和术后恢复期都需经历长时间痛苦。而目前业内的改进重点主要在于移植的效果，对于如何减轻患者痛苦，未有有效解决方案。

技术实现思路

[0007]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种植发规划方案生成方法、系统、介质及电子设备，在获取了患者头部三维表面模型以及头部毛囊图像的基础上，引入地图投影思想，基于等面积投影将三维表面模型在二维平面上展开，实现了更为均匀的取发和植发规划。
[0008]为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：一种植发规划方案生成方法，包括以下步骤：获取患者头部毛囊图像和患者头部三维表面模型；
将所述患者头部三维表面模型进行等面积投影，得到二维表面图像，与所述患者头部毛囊图像进行叠加显示；接收取发区域和植发区域的区域划定，以及接收种植参数；根据种植参数确定取发区域内待取毛囊位置，以及植发区域内预种植毛囊位置，得到规划方案。
[0009]进一步地，所述患者头部毛囊图像通过双目视觉显微相机获取，所述患者头部三维表面模型基于结构光3D相机获取的三维点云数据重建得到；所述双目视觉显微相机和结构光3D相机被预先标定至同一坐标系。
[0010]进一步地，获取患者头部毛囊图像具体为获取多幅局部毛囊图像，基于所述多幅局部毛囊图像能够拼接得到患者头部毛囊图像。
[0011]进一步地，将所述患者头部三维表面模型进行等面积投影包括：将所述患者头部三维表面模型视为地球，根据地图的经纬网生成模型经纬网；对所述患者头部三维表面模型进行等面积投影，得到二维表面图像。
[0012]进一步地，所述种植参数包括取发区域内预期保留毛囊密度；所述预期保留毛囊密度确定方法为：对取发区域内的所述患者头部毛囊图像进行毛囊位置识别，并进行计数；接收初始预期保留毛囊密度，根据初始预期保留毛囊密度和取发区域内毛囊数量和取发区域面积，计算取发区域内待取毛囊数量；再将待取毛囊数量作为预种植毛囊数量，结合种植区域面积，计算种植区域内种植后毛囊密度；接收针对初始预期保留毛囊密度的调整，确定预期保留毛囊密度。
[0013]进一步地，根据种植参数确定取发区域内待取毛囊位置包括：（1）在取发区域内，遍历识别到的毛囊位置，将遍历的第一个毛囊位置记为当前毛囊位置，并将其作为第一个待提取毛囊位置；（2）以当前待提取毛囊位置为中心设置禁止区；（3）遍历下一个毛囊位置，并记为当前毛囊位置，并以当前毛囊位置为中心设置缓冲区；（4）判断当前毛囊位置的禁止区是否与已设置的禁止区有交集，若有交集，当前毛囊位置不能作为待提取毛囊位置；若没有交集，将当前毛囊位置作为待提取毛囊位置，将当前毛囊位置的缓冲区记为禁止区；（5）重复步骤（3）
‑
（4），直至取发区域内毛囊位置被全部遍历；其中，所述禁止区和缓冲区范围相同，均根据预期保留毛囊密度确定。
[0014]进一步地，根据种植参数确定种植区域内预种植毛囊位置包括：（1）根据取发区域内预期保留毛囊密度和取发区域面积，计算取发区域内待取毛囊数量；（2）将待取毛囊数量作为预种植毛囊数量，避开所述种植区域内已有毛囊位置，以种植区域内所有毛囊位置均匀分布为原则，获取种植区域内预种植毛囊位置。
[0015]进一步地，根据种植参数确定取发区域内待取毛囊位置还包括：得到取发区域内待取毛囊位置后，根据所述取发区域内待取毛囊位置，确定取发区域设定单位面积内的待取毛囊数量；
基于所述毛囊图像，进行毛囊识别和分类；其中，所述毛囊的类型根据毛囊内头发数量区分；以优先选择头发数量多的毛囊为原则，根据设定单位面积内的待取毛囊数量，对取发区域内待取毛囊的位置进行规划。
[0016]进一步地，将待取毛囊数量作为预种植毛囊数量，对植发区域内预种植毛囊位置进行规划。
[0017]进一步地，所述方法还包括：根据待取毛囊位置和种植毛囊位置，得到规划效果图，并映射至患者头部三维表面模型进行展示。
[0018]一个或多个实施例提供了一种植发规划方案生成系统，包括：数据获取模块，用于获取患者头部毛囊图像和患者头部三维表面模型；二维投影模块，用于将所述患者头部三维表面模型进行等面积投影，得到二维表面图像，与所述患者头部毛囊图像进行叠加显示；参数设定模块，用于接收取发区域和植发区域的区域划定，以及接收种植参数；移植规划模块，用于根据种植参数确定取发区域内待取毛囊位置，以及植发区域内预种植毛囊位置，得到规划方案。
[0019]进一步地，所述患者头部毛囊图像通过双目视觉显微相机获取，所述患者头部三维表面模型基于结构光3D相机获取的三维点云数据重建得到；所述双目视觉显微相机和结构光3D相机被预先标定至同一坐标系。
[0020]进一步地，获取患者头部毛囊图像具体为获取多幅局部毛囊图像，基于所述多幅局部毛囊图像能够拼接得到患者头部毛囊图像。
[0021]进一步地，将所述患者头部三维表面模型进行等面积投影包括：将所述患者头部三维表面模型视为地球，根据地图的经纬网生成模型经纬网；对所述患者头部三维表面模型进行等面积投影，得到二维表面图像。
[0022]进一步地，所述种植参数包括取发区域内预期保留毛囊密度；所述预期保留毛囊密度确定方法为：对取发区域内的所述患者头部毛囊图像进行毛囊位置识别，并进行计数；接收初始预期保留毛囊密度，根据初始预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植发规划方案生成方法，其特征在于，包括以下步骤：获取患者头部毛囊图像和患者头部三维表面模型；将所述患者头部三维表面模型进行等面积投影，得到二维表面图像，与所述患者头部毛囊图像进行叠加显示；接收取发区域和植发区域的区域划定，以及接收种植参数；根据种植参数确定取发区域内待取毛囊位置，以及植发区域内预种植毛囊位置，得到规划方案。2.如权利要求1所述的植发规划方案生成方法，其特征在于，所述患者头部毛囊图像通过双目视觉显微相机获取，所述患者头部三维表面模型基于结构光3D相机获取的三维点云数据重建得到；所述双目视觉显微相机和结构光3D相机被预先标定至同一坐标系。3.如权利要求1所述的植发规划方案生成方法，其特征在于，获取患者头部毛囊图像具体为获取多幅局部毛囊图像，基于所述多幅局部毛囊图像能够拼接得到患者头部毛囊图像。4.如权利要求1所述的植发规划方案生成方法，其特征在于，将所述患者头部三维表面模型进行等面积投影包括：将所述患者头部三维表面模型视为地球，根据地图的经纬网生成模型经纬网；对所述患者头部三维表面模型进行等面积投影，得到二维表面图像。5.如权利要求1所述的植发规划方案生成方法，其特征在于，所述种植参数包括取发区域内预期保留毛囊密度；所述预期保留毛囊密度确定方法为：对取发区域内的所述患者头部毛囊图像进行毛囊位置识别，并进行计数；接收初始预期保留毛囊密度，根据初始预期保留毛囊密度和取发区域内毛囊数量和取发区域面积，计算取发区域内待取毛囊数量；再将待取毛囊数量作为预种植毛囊数量，结合种植区域面积，计算种植区域内种植后毛囊密度；接收针对初始预期保留毛囊密度的调整，确定预期保留毛囊密度。6.如权利要求5所述的植发规划方案生成方法，其特征在于，根据种植参数确定取发区域内待取毛囊位置包括：（1）在取发区域内，遍历识别到的毛囊位置，将遍历的第一个毛囊位置记为当前毛囊位置，并将其作为第一个待提取毛囊位置；（2）以当前待提取毛囊位置为中心设置禁止区；（3）遍历下一个毛囊位置，并记为当前毛囊位置，并以当前毛囊位置为中心设置缓冲区；（4）判断当前毛囊位置的禁止区是否与已设置的禁止区有交集，若有交集，当前毛囊位置不能作为待提取毛囊位置；若没有交集，将当前毛囊位置作为待提取毛囊位置，将当前毛囊位置的缓冲区记为禁止区；（5）重复步骤（3）
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（4），直至取发区域内毛囊位置被全部遍历；其中，所述禁止区和缓冲区范围相同，均根据预期保留毛囊密度确定。7.如权利要求5所述的植发规划方案生成方法，其特征在于，根据种植参数确定种植区域内预种植毛囊位置包括：（1）根据取发区域内预期保留毛囊密度和取发区域面积，计算取发区域内待取毛囊数
量；（2）将待取毛囊数量作为预种植毛囊数量，避开所述种植区域内已有毛囊位置，以种植区域内所有毛囊位置均匀分布为原则，获取种植区域内预种植毛囊位置。8.如权利要求6所述的植发规划方案生成方法，其特征在于，根据种植参数确定取发区域内待取毛囊位置还包括：得到取发区域内待取毛囊位置后，根据所述取发区域内待取毛囊位置，确定取发区域设定单位面积内的待取毛囊数量；基于所述毛囊图像，进行毛囊识别和分类；其中，所述毛囊的类型根据毛囊内头发数量区分；以优先选择头发数量多的毛囊为原则，根据设定单位面积内的待取毛囊数量，对取发区域内待取毛囊的位置进行规划。9.如权利要求8所述的植发规划方案生成方法，其特征在于，将待取毛囊数量作为预种植毛囊数量，对植发区域内预种植毛囊位置进行规划。10.如权利要求1所述的植发规划方案生成方法，其特征在于，所述方法还包括：根据待取毛囊位置和种植毛囊位置，得到规划效果图，并映射至患者头部三维表面模型进行展示。11.一种植发规划方案生成系统，其特征在于，包括：数据获取模块，用于获取患者头部毛囊图像和患者头部三维表面模型；二维投影模块，用于将所述患者头部三维表面模型进行等面积投影，得到二维表面图像，与所述患者头部毛囊图像进行叠加显示；参数设定模块，用于接收取发区域和植发区域的区域划定，以及接收种植参数；移植规划模块，用于根据种植参数确定取发区域内待取毛囊位置，以及植发区域内预种植毛囊位置，得到规划方案。12.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王迎智，张萍萍，龙冠成，
申请(专利权)人：极限人工智能有限公司，
类型：发明
国别省市：