CN101194859B - 塑身美体定位系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于聚焦超声进行无创塑身美体的双CCD(电荷藕合器件图像传感器)高精度定位系统及其使用方法。相比单CCD摄像头方案的现有技术，本发明的塑身美体定位系统还包括了第二个CCD摄像头，根据双目成像的原理，利用双CCD获取塑身者目标部位的区域立体图像信息，使本发明不仅能在目标区域的平面部分正确计算超声发射点的位置，还能利用双CCD测量获取的立体信息，计算出治疗区域曲面部分的超声发射点的位置。本发明成功地将双CCD图像传感器组运用于聚焦超声进行无创塑身美体的定位系统中，解决了单CCD系统无法获得立体定位信息的问题，并能适时修正目标移动位置位移偏差，从而保证了定位的准确性、塑身美体的有效性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑身美体定位系统及其使用方法，尤其涉及用于聚焦超声进行无创塑身美体的双CCD高精度定位系统及其使用方法。
背景技术
利用聚焦超声进行无创塑身美体正在逐步被公众所接受，其基本原理是：利用高精度的定位系统，将特定频率的聚焦超声波从体外发射到塑身者真皮下的某一个脂肪层，通过其空化效应的机械作用力击碎脂肪细胞膜，使脂肪细胞破碎、溶解并乳化，经过炎性反应机制，破碎脂肪细胞会释放出大量甘油三脂，经脂蛋白脂酶水解后变成游离脂肪酸和甘油，由自身的毛细血管和淋巴管的逐步吸收，经肝脏或其他部位进行代谢，在4-8周逐步达到塑身美体的目的。其中，发射聚焦超声波的超声换能器与塑身者目标部位的定位关系的准确性，直接影响到塑身美体的安全性和有效性。
高精度的定位系统是利用聚焦超声波进行无创塑身美体的关键技术之一，通常采用的定位方法有两种。一种方法是在塑身者目标部位周围放置若干个标记点，采用单CCD(电荷藕合器件图像传感器，以下简称CCD)摄取塑身者目标部位的图像，根据设定的标记点的相对位置信息，对目标区域进行划分，确定目标点位置，跟踪超声换能器上的标记点，实现超声换能器的定位。由于单CCD仅能摄取平面图像，该图像为纯粹的平面信息图像，而实际的目标区域并非平面，因而在目标区域的曲面部分，从该图像确定出来的目标点与实际的目标点并不一致，其误差取决于曲面曲率的大小，这样，实际的目标点的间距就会因误差而缩小或减小了目标部位的面积范围，直接造成了塑身的安全性降低，并影响塑身效果。另一种方法是采用成像设备获取塑身者目标部位的横截面或纵截面图像，利用三维立体软件将获取的塑身者目标部位横截面或纵截面图像三维立体化，同时，通过成像设备获得多幅塑身者目标部位脂肪块横截面或纵截面图像并将该图像置于该三维立体软件中，得到塑身者目标部位脂肪块三维立体模型，实现对塑身者目标部位的定位。这种定位方法过于繁琐和复杂，其定位精度取决于成像设备(如B超)图像的三维信息与软件的三维信息的一致性及一系列的系统算法过程的误差，另外，因为采用了成像设备(如B超诊断系统)，大大提高了塑身美体系统的制造成本。
另一方面，由于聚焦超声无创塑身美体过程需要一定的时间且不需麻醉，塑身者始终处于较轻松自然的环境中，很难保证塑身对象身体不发生移动，以致移动后的目标定位与先前的不匹配，从而影响了后续塑身操作的效果。
目前，国际上已经有公司开始生产利用聚焦超声进行无创塑身美体的产品，并在产品中使用上述二种定位方法。
发明内容
本发明的目的是在于克服上述现有技术的缺陷，提供了一种全新的聚焦超声无创塑身美体的双CCD(电荷藕合器件图像传感器)高精度定位系统及其使用方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
塑身美体定位系统包括：第一CCD摄像头、显示器、计算机系统、塑身者承载床、超声换能器，所述塑身美体定位系统还包括第二CCD摄像头。
所述第一CCD摄像头、第二CCD摄像头置于塑身者承载床床面的正上方，在同一高度平面上。
所述第一CCD摄像头、第二CCD摄像头沿垂直于塑身者承载床床面长度方向成直线等距离分布。
计算机系统具有图像采集功能、所述塑身美体定位系统还包括定位标记方格带一、定位标记方格带二和一个换能器定位跟踪色标，所述换能器定位跟踪色标置于超声换能器上表面的中心，且该中心处于超声换能器超声波焦点的纵轴线上。
定位标记方格带一、定位标记方格带二为一组两条条状双色方格标记带，双色方格呈棋盘组合，该特殊定位标记方格带粘贴于贴近塑身者目标区域两侧的横断面表面上。
塑身美体定位系统的使用方法包括如下步骤：
步骤一、用记号笔在塑身者目标部位勾画出目标区域，确定若干个目标区域定位标记点，并在该目标区域上、下方分别贴上定位标记方格带一、定位标记方格带二；
步骤二、由第一CCD摄像头、第二CCD摄像头和计算机系统采集图像，分别获取目标区域的平面信息图像，并分别提取出两幅图像中定位标记方格带一、定位标记方格带二中方格交点在图像中的二维坐标；
步骤三、由计算机系统根据对应的二维坐标以及双CCD系统的标定参数获取立体信息，计算出每个方格交点在空间中的三维坐标，从而得出目标区域中的超声发射点位置；
步骤四、在目标区域图像上用鼠标点击已确定的若干个目标区域定位标记点，移动超声换能器，第一CCD摄像头或第二CCD摄像头获取换能器定位跟踪色标的位置信息，当其与超声发射点位置在图像上相符时，定位成功，即可开始针对此超声发射点的操作。
在步骤四中，计算机系统将存储所述目标区域定位标记点的信息。在步骤四以后的操作过程中，若发生塑身者身体移动，将导致目标点发生偏移，此时，只需在图像上再次用鼠标点击已确定的目标区域定位标记点，计算机系统将比较前后两次目标区域定位标记点的位置信息参数，纠正位移偏差。
本发明不仅能在目标区域的平面部分正确计算超声发射点的位置，还能利用双CCD(电荷藕合器件图像传感器)测量获取的立体信息，计算出目标区域曲面部分的超声发射点的位置，以提高治疗的效果。
本发明根据双目成像的原理，利用双CCD获取塑身者目标部位的区域立体图像信息，对塑身者目标部位实现目标范围(区域)内超声发射点的高精度定位及塑身者身体移位后的超声发射点重新跟踪匹配定位，以保证无创塑身美体的安全性和有效性。根据双目成像的原理，利用双CCD获取塑身者目标部位的区域立体图像信息，无论是目标区域的平面部分还是曲面部分，都能正确计算超声发射点的位置。
另外，在塑身过程中，如果目标发生移动，仅需要重新点击已确定的目标定位标记点的位置，就可以完成超声发射点的重新校准和修正，并可以在原来停止的位置重新开始操作，保证操作的连续性。本发明的创新在于使聚焦超声无创塑身美体三维化，更具安全性、可靠性、实用性和可信性，并且其还具有制造成本低、使用方便等优点。
附图说明
图1本发明用于塑身美体的双CCD高精度定位系统的构造图
图2现有技术单CCD定位系统的效果示意图
图3本发明双CCD定位系统的效果示意图
图1中：第一CCD摄像头1；第二CCD摄像头2；显示器3；目标区域4；超声发射点5；定位标记方格带一6；定位标记方格带二7；目标区域定位标记点8；计算机系统9；塑身者承载床10；超声换能器11；换能器定位跟踪色标12。
图2中：曲面部分脂肪层上实际超声发射点21；较平缓部分脂肪层上实际超声发射点22；单CCD系统目标点23；塑身者目标部位表面24；脂肪层超声发射面25；脂肪层26。
图3中：曲面部分脂肪层上超声发射点31；较平缓部分脂肪层上实际超声发射点22；双CCD系统目标点33；塑身者目标部位表面24；脂肪层超声发射面25；脂肪层26。
具体实施方式
以下结合附图具体描述本发明的实施方式。
如图1所示，本发明用于塑身美体的双CCD高精度定位系统，其包括至少一组(两个或以上)CCD(电荷藕合器件图像传感器)装置。本实施例中，第一CCD摄像头1、第二CCD摄像头2置于塑身者承载床10床面的正上方，在适当的同一高度平面上，沿垂直于塑身者承载床10床面长度方向成直线等距离分布，还包括一台带有图像采集功能的计算机系统9、一组特殊定位标记方格带单元包括定位标记方格带一6、定位标记方格带二7和一个换能器定位跟踪色标12。
其中，计算机系统9包括一台完整的计算机及其标准附件(鼠标、键盘等)、一个图像采集模块组件和至少一台显示器3。
其中，定位标记方格带一6、定位标记方格带二7为一组两条条状双色方格标记带(黑白或彩色)，双色方格呈棋盘组合。该特殊定位标记方格带粘贴于贴近塑身者治疗区域4两侧的横断面表面上。
另外，该系统包括一个换能器定位跟踪色标12，该色标置于超声换能器11上表面的中心，且该中心处于超声换能器超声波焦点的纵轴线上。
使用本发明的塑身美体定位系统时，首先用记号笔在塑身者目标部位勾画出目标区域4，确定若干个目标区域定位标记点8，并在该目标区域4上、下方贴上定位标记方格带一6、定位标记方格带二7，由第一CCD摄像头1、第二CCD摄像头2和计算机系统9采集图像，分别获取治疗区域4的平面信息图像，并分别提取出两幅图像中定位标记方格带一6、定位标记方格带二7中方格交点在图像中的二维坐标，由计算机系统9根据对应的二维坐标以及双CCD系统的标定参数获取立体信息，计算出每个方格交点在空间中的三维坐标，从而得出目标区域4的超声发射点5位置，生成超声发射点。在进行塑身操作开始之前，先在目标区域4图像上用鼠标点击已确定的若干个目标区域定位标记点8(计算机系统9将存储该位置信息)，移动超声换能器11，第一CCD摄像头1或第二CCD摄像头2获取换能器定位跟踪色标12的位置信息，当其与超声发射点5位置在图像上相符时，定位成功，即可开始此超声发射点的超声发射操作。在超声发射操作过程中，若发生塑身者身体移动，将导致超声发射点5发生偏移，此时，只需在图像上再次用鼠标点击已确定的目标区域定位标记点8，计算机系统9将比较前后两次目标区域定位标记点8的位置信息参数，纠正位移偏差，从而保证在移动过后，超声发射操作仍然可以继续进行。
图2和图3对比显示了现有技术中单CCD定位系统的目标效果和本发明双CCD定位系统的目标效果。
图2为现有技术中单CCD定位系统的目标效果。由于塑身者目标部位可能中间较为平坦、两侧则略微弯曲(如腹部)，而实际的超声发射点应该在整个治疗部位脂肪层超声发射面25上都呈均匀分布。单CCD系统只能获取平面信息，在生成的单CCD系统目标点23映射到治疗部位脂肪层超声发射面25上，目标较平缓部分脂肪层上的实际超声发射点22分布较均匀，但曲面部分脂肪层上实际超声发射点21分布并不均匀，存在部分交叠。
图3为本发明中双CCD定位系统的目标效果。本发明中，双CCD系统能获取曲面的立体信息，生成的双CCD系统目标点33映射到目标部位的脂肪层超声发射面25上，不但能使治疗较平缓部分脂肪层上实际超声发射点22的分布较均匀，而且能使曲面部分脂肪层上超声发射点31分布也同样均匀。
当塑身对象身体移动后，重新用计算机系统的鼠标9点击如图1所示的已确定的目标区域定位标记点8，通过比较目标区域定位标记点8前后变化的位置参数，即可获得塑身对象身体移动后的超声发射点新位置图，纠正位移偏差，保证塑身对象身体移动后，超声发射操作仍然可以继续进行。
Claims (3)
1.一种塑身美体定位系统，包括：第一CCD摄像头(1)、显示器(3)、计算机系统(9)、塑身者承载床(10)、超声换能器(11)，其特征在于，所述塑身美体定位系统还包括第二CCD摄像头(2)；所述第一CCD摄像头(1)、第二CCD摄像头(2)置于塑身者承载床(10)床面的正上方，在同一高度平面上；所述第一CCD摄像头(1)、第二CCD摄像头(2)沿垂直于塑身者承载床(10)床面长度方向成直线等距离分布；计算机系统(9)具有图像采集功能；所述塑身美体定位系统还包括定位标记方格带一(6)、定位标记方格带二(7)和一个换能器定位跟踪色标(12)，所述换能器定位跟踪色标(12)置于超声换能器(11)上表面的中心，且该中心处于超声换能器超声波焦点的纵轴线上；定位标记方格带一(6)、定位标记方格带二(7)为一组两条条状双色方格标记带，双色方格呈棋盘组合，该定位标记方格带一(6)和定位标记方格带二(7)粘贴于贴近塑身者目标区域(4)两侧的横断面表面上。
2.一种如权利要求1所述的塑身美体定位系统的使用方法，其特征是，包括如下步骤：
步骤一、用记号笔在塑身者目标部位勾画出目标区域(4)，确定若干个目标区域定位标记点(8)，并在该目标区域(4)上、下方分别贴上定位标记方格带一(6)、定位标记方格带二(7)；
步骤二、由第一CCD摄像头(1)、第二CCD摄像头(2)和计算机系统(9)采集图像，分别获取目标区域(4)的平面信息图像，并分别提取出两幅图像中定位标记方格带一(6)、定位标记方格带二(7)中方格交点在图像中的二维坐标；
步骤三、由计算机系统(9)根据对应的二维坐标以及双CCD系统的标定参数获取立体信息，计算出每个方格交点在空间中的三维坐标，从而得出目标区域(4)中的超声发射点(5)位置；
步骤四、在目标区域(4)图像上用鼠标点击已确定的若干个目标区域定位标记点(8)，移动超声换能器(11)，然后，第一CCD摄像头(1)或第二CCD摄像头(2)获取换能器定位跟踪色标(12)的位置信息，当其与超声发射点(5)位置在图像上相符时，定位成功，即可开始针对此超声发射点(5)的操作。
3.如权利要求2所述塑身美体定位系统的使用方法，其特征是，在步骤四中，计算机系统(9)将存储所述目标区域定位标记点(8)的信息。
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