Распознавание анатомических характеристик и размерный анализ объема груди для обеспечения хирургии груди

Распознавание анатомических характеристик и размерный анализ объема груди для обеспечения хирургии груди

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка является частичным продолжением патентной заявки США №12/319 634, поданной 9 января 2009 г. (на основании которой, 9 августа 2012 г. выдан патент США №7993288), которая полностью включена в данную заявку посредством ссылки. Патентная заявка США №12/319634, поданная 9 января 2009 г., заявляет приоритет предварительной патентной заявки США №61/010591, поданной 9 января 2008 г., которая также полностью включена в данную заявку посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение, в общем, относится к способам и системам медицинской диагностики и формирования изображения. В частности, изобретение относится к способам и системам, предназначенным для обеспечения хирургии груди.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В большинстве медицинских дисциплин для содействия врачам в процессе диагностики, разработки планов операций и послеоперационного мониторинга используются устройства формирования изображения, предназначенные для количественной диагностики, которые предоставляют точные данные, полученные в результате измерений, и обеспечивают выявление возможных осложнений. Основными средствами диагностики, которые применяются при проведении хирургических операций увеличения и реконструкции груди, являются измерительная лента, циркуль и камера в сочетании с «эстетическим талантом» хирурга. Несмотря на успешное проведение значительного числа таких хирургических вмешательств, частота повторных операций после увеличения груди остается высокой.

Поскольку реконструкция груди является одной из наиболее часто выполняемых хирургических операций, а также в связи с использованием для увеличения груди различных типов имплантов, имеющих определенную анатомическую форму, существует высокая вероятность, если не увеличения, то сохранения указанной высокой частоты повторных операций. В связи с этим требуется диагностическая система, обеспечивающая точное измерение основных размерных характеристик с целью определения возможных зон осложнений, идентификации асимметрии частей тела пациентки, надлежащего определения размеров и подбора имплантов, разработки плана операции, а также послеоперационного мониторинга и документирования. Настоящее изобретение обеспечивает выполнение указанного требования и способствует прогрессу в данной области техники посредством создания новых способов автоматического распознавания анатомических особенностей и элементов. Настоящее изобретение предназначено для предоставления согласованных и точных результатов измерения размеров указанных элементов, определения объема груди и идентификации асимметрии элементов с последующим сохранением полученных данных в соответствующем устройстве и использованием данных при проведении хирургических операций реконструкции груди.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением предлагаются новые способы автоматического распознавания анатомических особенностей и элементов по данным трехмерного (3-D) изображения верхней части туловища. Различные системы, способы, методы или модули, реализованные согласно настоящему изобретению, обеспечивают выполнение автоматического анализа трехмерного изображения верхней части туловища с целью: (i) распознавания основных анатомических элементов; (ii) ориентации субъекта с учетом его анатомии или формируемого изображения; (iii) выполнения размерного анализа, охватывающего непосредственно проведенные между требуемыми точками (прямые) линии, линии, проходящие по поверхности трехмерного изображения, и значения объема; (iv) моделирования результатов реконструкции с учетом использования имплантов груди; (v) содействия в процессе выбора имплантов; и (или) (vi) содействия при разработке планов хирургической реконструкции груди. Автоматический анализ осуществляется на основе контроля изменений трехмерного контурного изображения верхней части туловища, анализа ориентации элементов трехмерного изображения и плоскостей, цветового анализа элементов трехмерного изображения и (или) размерного анализа элементов и позиций трехмерного изображения верхней части туловища.

В примере осуществления изобретения предлагается система определения объема груди. Определение объема выполняется в автоматическом режиме на основе данных трехмерного изображения верхней части туловища. Прежде всего, осуществляется распознавание трехмерного изображения субмаммарной складки груди. Субмаммарная складка груди определяется как незамкнутая кривая, проходящая по поверхности трехмерного изображения груди и ограничивающая нижнюю часть груди. Параметры трехмерного изображения грудной стенки определяются по данным трехмерного изображения туловища и используются для отображения части грудной стенки, соответствующей распознанной субмаммарной складке груди, или зоны грудной стенки, охватывающей также боковые участки (которые совместно называются грудной стенкой в целом). Примерами параметров трехмерного изображения грудной стенки являются, по меньшей мере, одна передняя подмышечная линия, соответствующая боковой стороне, на которой размещена распознанная складка груди (для определения объема обеих грудей требуются, по меньшей мере, две линии, соответствующие складкам левой и правой груди), передняя срединная линия грудной клетки или их комбинация.

Данные, касающиеся части грудной стенки или грудной стенки в целом, оптимизируют с учетом характеристик трехмерной модели грудной стенки. Исходный объем груди, представленной на трехмерном изображении, определяется по данным распознанной складки груди, оптимизированным данным части грудной стенки или грудной стенки в целом и интеграла по поверхности трехмерного изображения верхней части туловища. В случае определения объема обеих грудей (например, в процессе выполнения одного этапа способа) можно использовать данные грудной стенки в целом.

Трехмерное изображение верхней части туловища может быть модифицировано посредством добавления трехмерного изображения реконструированной груди к поверхности трехмерного изображения части грудной стенки или грудной стенки в целом. Трехмерное изображение реконструированной груди в данном документе определяется как сумма объема трехмерного изображения импланта груди и исходного объема груди, умноженная на определенный коэффициент (например, в диапазоне от 0,3 до 0,6). Трехмерное изображение реконструированной груди размещается вблизи или на уровне нижней точки соответствующей складки груди.

В другом примере осуществления изобретения предлагается система измерения параметров груди. В данном случае измерение также выполняется в автоматическом режиме на основе данных трехмерного изображения верхней части туловища. В примере осуществления способа автоматического распознавания элементов трехмерного изображения проводится анализ контуров первого набора распознанных элементов и позиций трехмерного изображения верхней части туловища. Далее, указанный первый набор элементов трехмерного изображения дополнительно используется для распознавания второго набора элементов и позиций трехмерного изображения верхней части туловища. В процессе распознавания второго набора элементов может использоваться отдельно или в любой комбинации анализ контуров, реляционный анализ элементов, цветовой или размерный анализ.

Примеры первого набора распознанных элементов и позиций трехмерного изображения охватывают один или оба соска, одну или большее число передних подмышечных линий, пупок, одну или большее число характерных черт лица, шею или любую комбинацию этих элементов. Как указано в данном документе, может также использоваться цветное трехмерное изображение верхней части туловища. Данные цвета изображения могут, например, использоваться для распознавания ареолы. Примеры второго набора распознанных элементов и позиций трехмерного изображения охватывают яремную вырезку грудины, грудину, одну или большее число ключиц, один или большее число параметров грудной стенки, срединную линию верхней части туловища, фронтальную плоскость, одну или большее число ареол, одну или большее число складок груди, одну или большее число передних подмышечных линий или любую комбинацию указанных элементов.

С использованием, по меньшей мере, некоторых из распознанных элементов и позиций трехмерного изображения в автоматическом режиме может быть выполнено множество измерений параметров поверхности трехмерного изображения груди. Например, можно определить множество расстояний между точками трехмерного изображения груди или осуществить измерение параметров поверхности трехмерного изображения груди.

Кроме того, в автоматическом режиме с использованием распознанных элементов трехмерного изображения могут быть определены плоскости и ориентация верхней части туловища. Например, на основе данных, по меньшей мере, одного элемента из числа ключиц, яремной вырезки грудины, одной или большего числа линий складки груди, грудины либо одного или большего числа параметров грудной стенки может быть определена срединная линия верхней части туловища. Фронтальная плоскость туловища может быть определена на основании, по меньшей мере, одного элемента из числа ключиц, яремной вырезки грудины, срединной линии верхней части туловища, одной или большего числа подмышечных линий, одной или большего числа линий складки груди, грудины либо одного или большего числа параметров грудной стенки. Другими словами, срединная линия верхней части туловища или фронтальная плоскость верхней части туловища может быть определена, по меньшей мере, по данным одного элемента второго набора распознанных элементов и позиций трехмерного изображения.

Одним из примеров расстояния между двумя точками, касающегося параметров груди, является первый диаметр ареолы, измеренный в направлении, параллельном поперечной плоскости, которая представляет собой плоскость, перпендикулярную фронтальной плоскости и срединной линии верхней части туловища. Другой пример расстояния между двумя точками, касающегося параметров груди, представляет собой второй диаметр ареолы, измеренный в плоскости, параллельной срединно-сагиттальной плоскости, которая представляет собой плоскость, перпендикулярную фронтальной и поперечной плоскостям.

Еще одним примером расстояния между двумя точками, касающегося параметров груди, является ширина основания груди, которая соответствует уровню складки левой или правой груди, размещенной на верхней части туловища. В процессе определения данного параметра осуществляется автоматическое распознавание складки груди на основе данных трехмерного изображения верхней части туловища. Ширина основания груди соответствует проекции складки груди на фронтальную плоскость верхней части туловища. В одном из вариантов осуществления изобретения ширина основания груди дополнительно определяется на уровне верхней границы ареолы левой или правой груди, размещенной на верхней части туловища. Таким образом, ширина основания груди соответствует проекции складки груди на фронтальную плоскость верхней части туловища.

Другими примерами расстояния между двумя точками, касающегося параметров груди, являются, среди прочего, расстояние между сосками, расстояние между соском и срединной линией грудины, межгрудное расстояние, ширина основания груди, один или большее число диаметров ареолы, расстояние между серединой ключицы и соском, высота груди или расстояние между линией складки груди и проекцией соска на грудную стенку или их комбинация.

Одним из примеров параметров поверхности трехмерного изображения груди являются параметры субмаммарной складки левой или правой груди, размещенной на верхней части туловища. Складка груди (называется также линией складки груди) представляет собой незамкнутую кривую, проходящую по поверхности трехмерного изображения груди и ограничивающую нижнюю часть груди.

Другие примеры измерения параметров поверхности трехмерного изображения груди охватывают, среди прочего, расстояние по поверхности трехмерного изображения между соском и складкой груди, расстояние по поверхности трехмерного изображения между яремной вырезкой грудины и соском, расстояние по поверхности трехмерного изображения между ключицей и соском, расстояние по поверхности трехмерного изображения между серединой ключицы и соском или их комбинацию.

Еще одним параметром, который может быть определен в автоматическом режиме по данным измерений и элементов трехмерного изображения, является размер чашечки бюстгальтера. Прежде всего, осуществляется распознавание линий складки груди и элементов трехмерного изображения сосков, соответствующих левой и правой груди, размещенных на верхнем участке туловища. Затем выполняется определение длины огибающей бюста в плоскости бюста, которая проходит через соски и расположена перпендикулярно фронтальной плоскости. Далее, определяется еще один параметр, который называется длиной кривой, проходящей по нижней поверхности. Кривая, проходящая по нижней поверхности, размещена на поверхности трехмерного изображения в плоскости, расположенной под линиями складки груди, которая является примерно параллельной горизонтальной плоскости. Размер чашечки бюстгальтера определяется по разности длины огибающей бюста и длины кривой, проходящей по нижней поверхности. Значения разности могут быть указаны в таблице, содержащей данные разности и соответствующие размеры чашечек бюстгальтера.

В еще одном примере осуществления изобретения предлагается система ориентации и формирования трехмерного изображения верхней части туловища, обеспечивающая согласованность и повторяемость результатов измерения и распознавания трехмерного изображения (изображений). Аналогичным образом, указанная операция выполняется в автоматическом режиме на основе данных трехмерного изображения верхней части туловища. Прежде всего, по данным трехмерного изображения верхней части туловища определяется множество элементов и позиций трехмерного изображения верхней части туловища. Далее, на основе, по меньшей мере, одного распознанного элемента и положения на трехмерном изображении определяется срединная линия верхней части туловища. После этого, на основе, по меньшей мере, двух распознанных элементов трехмерного изображения и данных положения определяется фронтальная плоскость верхней части туловища. Далее, может быть выполнен поворот и отображение трехмерного изображения на дисплее таким образом, чтобы фронтальная плоскость верхней части туловища совпала с плоскостью отображения на дисплее и срединная линия верхней части туловища проходила параллельно вертикальной оси изображения.

В примере осуществления изобретения, касающемся анализа параметров асимметрии, может быть осуществлено определение и отображение одной или большего числа линий, пересекающих элементы изображения. Каждая из указанных линий пересекает анатомический элемент или два однотипных анатомических элемента (например, сосок левой или правой груди, ареолу левой или правой груди либо одну или большее число линий складки левой или правой груди). По меньшей мере, одна из пересекающих линий может использоваться в качестве меры асимметрии анатомического элемента, связанного с левой или правой грудью. Поперечная плоскость может быть определена, как плоскость, перпендикулярная фронтальной плоскости и срединной линии верхней части туловища и, таким образом, пересекающие линии проходят параллельно поперечной плоскости.

В другом примере осуществления изобретения предлагается автоматическая система, предназначенная для визуального сравнения различных трехмерных изображений верхней части туловища. На основе данных первого трехмерного изображения осуществляется распознавание элементов первого и второго набора (как указано выше) элементов и позиций трехмерного изображения верхней части туловища. Затем на основе данных второго трехмерного изображения выполняется распознавание элементов первого и второго набора (как указано выше) элементов и позиций трехмерного изображения верхней части туловища. С использованием полученных данных выполняется согласование ориентации первого и второго трехмерного изображения посредством минимизации одного или большего числа различий соответствующих позиций и ориентации трехмерного изображения соответствующих элементов первого и второго набора распознанных элементов соответствующих трехмерных изображений.

В еще одном примере осуществления изобретения предлагается система автоматического формирования трехмерного изображения реконструированной груди на основе данных трехмерного изображения верхней части туловища. Определение трехмерного изображения реконструированной груди осуществляется с использованием распознанных складок груди, параметров трехмерного изображения грудной стенки и оптимизированных данных грудной стенки (части грудной стенки или грудной стенки в целом). Сформированное на основе указанных параметров и элементов трехмерное изображение реконструированной груди добавляется к трехмерному изображению поверхности оптимизированной грудной стенки. При осуществлении данного процесса нижняя граница трехмерного изображения реконструированной груди располагается вблизи от соответствующей линии складки груди или на указанной линии. Далее, форма реконструированной груди определяется шириной, высотой и параметрами проекции. Высота груди рассчитывается на основе данных высоты грудной стенки или линии складки груди либо их комбинации. Ширина груди меньше или равна ширине основания груди. Проекция определяется объемом трехмерного изображения реконструированной груди. Объем трехмерного изображения реконструированной груди рассчитывается как сумма объема трехмерного изображения импланта груди и исходного объема груди, определенного по данным трехмерного изображения, умноженная на определенный коэффициент (например, в диапазоне от 0,3 до 0,6).

В соответствии с отличительной особенностью настоящего изобретения складка (складки) груди может перемещаться по поверхности трехмерного изображения реконструированной груди в направлении вниз, вверх, в латеральном, медиальном направлении или в любой комбинации указанных направлений. Далее, трехмерное изображение реконструированной груди добавляется к поверхности трехмерного изображения оптимизированной грудной стенки, причем нижняя граница трехмерного изображения реконструированной груди располагается вблизи от соответствующей линии складки груди или на указанной линии, причем линия складки груди размещается в новом положении, полученном в результате перемещения.

В еще одном примере осуществления изобретения на основе данных трехмерного изображения осуществляется автоматическое определение трехмерного изображения реконструированного соска и его положения на поверхности трехмерного изображения реконструированной груди. В общем, трехмерное изображение реконструированного соска и его положение определяется на основе данных исходного трехмерного изображения и положения соска. Аналогично линии складки груди трехмерное изображение реконструированного соска может перемещаться по поверхности трехмерного изображения реконструированной груди в направлении вниз, вверх, в латеральном, медиальном направлении или в любой комбинации указанных направлений. Кроме того, может быть выполнено автоматическое определение цвета и границы реконструированной ареолы на трехмерном изображении реконструированной груди. В данном случае граница трехмерного изображения ареолы охватывает трехмерное изображение реконструированного соска. Далее, граница характерного цвета трехмерного изображения реконструированной ареолы может быть определена по исходным данным границы и цвета трехмерного изображения ареолы. Аналогично линии складки реконструированной груди и соска трехмерное изображение реконструированной границы характерного цвета ареолы может перемещаться по поверхности трехмерного изображения реконструированной груди в направлении вниз, вверх, в латеральном, медиальном направлении или в любой комбинации указанных направлений.

В другом примере осуществления изобретения предусматривается автоматическое определение смещения от медиальной стороны к латеральной реконструированного соска, размещенного на поверхности реконструированной груди. В этом примере на основе данных трехмерного изображения определяются исходные характеристики и положение трехмерного изображения соска, срединная линия верхней части туловища, фронтальная плоскость и поперечная плоскость. Затем перпендикулярно грудной стенке проводится вектор, проходящий через исходное положение соска, причем указанный вектор находится в поперечной плоскости. Смещение реконструированного соска от медиальной стороны к латеральной определяется точкой пересечения реконструированной груди с вектором, проходящим в поперечной плоскости.

В еще одном примере осуществления изобретения предусматривается автоматическое определение смещения в направлении снизу-вверх реконструированного соска, размещенного на поверхности трехмерного изображения реконструированной груди. В данном примере используются исходные характеристики и положение трехмерного изображения соска и ключицы, размещенной на стороне соответствующего соска, срединная линия верхней части туловища и срединно-сагиттальная плоскость, полученные на основе данных трехмерного изображения. Расстояние между соском и ключицей определяется в плоскости, параллельной срединно-сагиттальной плоскости. Смещение реконструированного соска в направлении снизу-вверх определяется на основе сохранения расстояния между соском и ключицей на поверхности трехмерного изображения реконструированной груди в плоскости, параллельной срединно-сагиттальной плоскости.

Способ определения смещения в направлении вверх реконструированного соска, размещенного на трехмерном изображении реконструированной груди, может изменяться в процессе анализа различных положений трехмерного изображения туловища. Например, второе трехмерное изображение верхней части туловища может содержать верхнюю часть туловища с поднятыми над головой руками в отличие от исходного или первого трехмерного изображения, представляющего верхнюю часть туловища с опущенными вдоль тела руками. В процессе анализа обоих указанных трехмерных изображений туловища осуществляется определение складки (складок) груди, параметров трехмерного изображения грудной стенки и характеристик трехмерного изображения сосков на основе данных соответствующих трехмерных изображений грудной стенки. Смещение реконструированного соска в направлении вверх представляет собой разность между данными положения соска на первом (или исходном) трехмерном изображении и втором трехмерном изображении туловища.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сущность, а также цели и преимущества настоящего изобретения будут понятными из представленного далее описания, рассмотренного совместно с приложенными чертежами:

НА ФИГ. 1 указано трехмерное изображение 100 верхней части туловища в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения (вид спереди).

На ФИГ. 2 представлено трехмерное изображение 200 верхней части туловища в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения (вид спереди-сбоку).

На ФИГ. 3 указано трехмерное изображение 300 шеи в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения (вид спереди).

На ФИГ. 4 представлено трехмерное изображение 400 лица в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения (вид спереди).

На ФИГ. 5 изображен вид 500 спереди верхней части туловища с указанием срединной линии 510 в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 6 представлен вид 600 сбоку с указанием подмышечной линии 610 в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 7 указаны различные виды (вид 710 спереди, вид 720 сбоку и вид 730 снизу) трехмерного изображения верхней части туловища в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 8 изображены различные виды (вид 810 спереди, вид 820 сбоку и вид 830 снизу) трехмерного изображения виртуальной или сформированной на основе расчетных данных грудной стенки в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 9 представлен вид 900 спереди с указанием линий грудной стенки, используемых в качестве параметров грудной стенки, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 10 изображены виды контура (указан позицией 1010) груди в поперечной плоскости в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, который используется для расчета длины огибающей (указана позицией 1020) бюста и длины кривой (указана позицией 1030), проходящей по нижней поверхности.

На ФИГ. 11 представлены виды спереди, используемые для определения асимметрии, например, трехмерного изображения сосков (указаны позицией 1110), ареол (указаны позицией 1120) и субмаммарных складок (указаны позицией 1130) в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 12 указаны виды (1210 и 1220) в поперечной плоскости, используемые для определения асимметрии, например, трехмерного изображения сосков в соответствии с альтернативным примером осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 13 изображены виды (1310 и 1320) в поперечной плоскости, используемые для определения асимметрии, например, трехмерного изображения сосков в соответствии с альтернативным примером осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 14 представлены различные виды (вид 1410 спереди, вид 1420 сбоку и вид 1430 снизу) трехмерного изображения верхней части туловища с указанием моделированного изображения реконструированной левой и правой груди в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Эти изображения можно сравнить с исходным трехмерным изображением, указанным на Фиг. 7, которое получено до выполнения моделирования.

На ФИГ. 15 изображен вид 1500 в поперечной плоскости результирующего положения соска, смещенного от медиальной стороны к латеральной стороне, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 16 указан вид 1600 сбоку наложенных вариантов трехмерного изображения 720 и 1420, используемых для определения результирующего положения соска, смещенного в направлении вверх, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 17 представлены виды 1710, 1720 спереди, используемые для определения результирующего положения соска, смещенного в направлении вверх, в соответствии с альтернативным примером осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 18 указан пример системы 1800 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением предлагается система, предназначенная для автоматического анализа трехмерного изображения верхней части туловища. Трехмерное изображение представляет собой трехмерное контурное изображение верхней части туловища или соответствующее четырехмерное цветное контурное изображение, то есть, трехмерное контурное изображение, содержащее цветовые характеристики. В данном документе трехмерное контурное изображение или четырехмерное цветное контурное изображение называется трехмерным изображением.

Формирование трехмерного изображения можно осуществить различными способами, при этом реализация настоящего изобретения не зависит от средств формирования и (или) получения данных изображения. Трехмерное изображение верхней части туловища предпочтительно формируется при размещении пациентки в конкретном (и предпочтительно повторяющемся) положении. В одном примере осуществления изображения пациентка находится в положении с отведенными назад плечами, лопатки насколько возможно сведены вместе и руки вытянуты вдоль тела. Для обеспечения согласованности данных руки пациентки могут располагаться на боковых сторонах бедер или на ручках устройства. Кроме того, основание устройства может использоваться для определения предпочтительного положения ног. Все указанные параметры определения положения способствуют ориентации туловища пациентки относительно устройства и получению согласованных результатов измерений.

Различные устройства, системы, способы, методы или модули в соответствии с настоящим изобретением обеспечивают проведение автоматического анализа трехмерного изображения верхней части туловища с целью: (i) распознавания основных анатомических элементов; (ii) ориентации субъекта с учетом особенностей анатомии; (iii) выполнения размерного анализа, охватывающего непосредственно проведенные между требуемыми точками (прямые) линии, линии, проходящие по поверхности трехмерного изображения, и значения объема; (iv) моделирования результатов реконструкции с учетом использования имплантов груди; (v) содействия в процессе выбора указанных имплантов; и (или) (vi) содействия при разработке планов хирургической реконструкции груди.

РАСПОЗНАВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТРЕХМЕРНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Начальный этап распознавания предусматривает проведение анализа контуров трехмерного изображения верхней части туловища. В примере осуществления изобретения выполняется автоматическое распознавание элементов и определение позиций трехмерного изображения, а также анализ контуров и степени изменения контуров трехмерного изображения (например, 100, 200, 300 и 400 на Фиг. 1-4, соответственно). Для целей иллюстрации в настоящей заявке примеры, указанные на Фиг. 1-4 представлены с использованием шкалы серого, при этом зоны белого цвета соответствуют нулевой или минимальной степени изменения контура, в зонах серого цвета степень изменения контура отображается шкалой серого, а черные зоны представляют максимумы или минимумы изображения. Для специалистов в области техники, к которой относится настоящее изобретение, очевидно, что вместо контурных изображений, представленных шкалой серого, могут также использоваться цветные контурные изображения. Примеры анатомических элементов и позиций трехмерного изображения, которые могут быть определены в автоматическом режиме, охватывают один или оба соска (110, 112), пупок (120), подмышечную ямку (130, 132), одну или большее число подмышечных линий (также определяется как латеральный участок линии субмаммарной складки груди; см. поз. 610 на Фиг. 6, на котором также указана поднятая рука 620), линии складки груди (140, 142), яремную вырезку грудины или грудинную часть большой грудной мышцы (150), одну или большее число ключиц (160, 162), один или большее число параметров грудной стенки (рассмотрены далее), срединную линию верхней части туловища (170, то есть, грудину; см. также срединную линию 510 на Фиг. 5), фронтальную плоскость (рассмотрена далее), одну или обе ареолы (180, 182), грудино-ключично-сосцевидные мышцы (190, 192), шею (210), трапециевидные мышцы (220, 310), части лица (например, губы (410), уголки глаз (420, 422), крылья носа (430, 432), подбородок (440) или надподбородочную впадину (442)). Другие элементы, не указанные в настоящем документе, также могут быть распознаны на основе данных трехмерного изображения. Соответственно, настоящее изобретение не ограничивается указанными распознаваемыми элементами.

В другом примере осуществления изобретения выполняется автоматическое распознавание и анализ первого набора элементов и позиций трехмерного изображения на основе данных контуров и степени изменения контуров трехмерного изображения. В частности, по меньшей мере, основными распознаваемыми анатомическими элементами трехмерного изображения являются один или оба соска, пупок, одна или большее число характерных черт лица, шея, одна или большее число линий складки груди, одна или большее число (передних) подмышечных линий или любая их комбинация. После распознавания, по меньшей мере, некоторых элементов первого набора элементов трехмерного изображения может быть осуществлено распознавание других элементов трехмерного изображения (которые называются вторым набором элементов) с использованием в примере осуществления изобретения в качестве основы, по меньшей мере, одного или большего числа элементов первого набора распознанных элементов. Примерами второго набора элементов и позиций трехмерного изображения являются яремная вырезка грудины, одна или большее число ключиц, один или большее число параметров грудной стенки, срединная линия верхней части туловища (то есть, грудина), фронтальная плоскость, сагиттальная плоскость, поперечная плоскость, одна или обе ареолы, одна или большее число линий складки груди либо одна или большее число передних подмышечных линий.

В соответствии с анатомической классификацией осуществляется автоматическое распознавание основных плоскостей (фронтальной, сагиттальной и поперечной), проходящих через верхнюю часть туловища, а также согласно анатомической классификации выполняется автоматическое определение нижнего, верхнего, срединного, латерального, переднего и заднего размещения элементов туловища. Выступающие элементы на трехмерном изображении верхней части туловища могут соответствовать ключицам. Далее, фронтальная плоскость может быть определена двумя следующими линиями: (i) линия, проходящая по левой и правой ключицам; и (ii) срединная линия верхней части туловища (также см. ниже). Поперечная плоскость представляет собой плоскость, перпендикулярную фронтальной плоскости и срединной линии верхней части туловища. Наконец, сагиттальная плоскость проходит параллельно срединной линии верхней части туловища и перпендикулярно фронтальной и поперечной плоскостям.

Параметры ориентации верхней части туловища автоматически определяются в примере осуществления изобретения, например, посредством распознавания анатомических элементов и сравнения их положения с эталоном, таким как изображение, представленное на Фиг. 1-4. Например, если пупок представляет собой элемент, размещенный ниже большинства остальных элементов, то он определяет направление вниз от центра трехмерного изображения. Альтернативный подход заключается в преобразовании системы координат трехмерного изображения, полученного при помощи камеры, в систему координат, сформированную в процессе калибровки устройства или на этапе разработки, который непосредственно не связан с параметрами анатомического изображения. Для целей настоящего изобретения направление снизу-вверх соответствует линии, размещенной во фронтальной плоскости и проходящей параллельно срединной линии верхней части туловища, которая направлена от пупка к соскам, яремной вырезке грудины и шее. Направление от срединной стороны к латеральной соответствует линии, размещенной во фронтальной плоскости и перпендикулярной срединной линии верхней части туловища, которая направлена от срединной линии к соскам и подмышечным ямкам. Направление от задней стороны к передней стороне соответствует линии, размещенной в поперечной плоскости и перпендикулярной срединной линии верхней части туловища, которая направлена от яремной вырезки грудины к соскам.

В общем, для каждой точки трехмерного изображения можно рассчитать степень изменения контура, представленную разностью координат х, у, z близлежащих точек или их эквивалентов. Обычно в результате проведения расчета степени изменения контуров для верхней части туловища получаются два выраженных локальных максимума и четыре выраженных локальных минимума. В данном случае указанные максимумы соответствуют соскам. Пупок, яремная вырезка грудины и подмышечные ямки представляют минимумы. Для распознавания элементов трехмерного изображения можно использовать широкий набор критериев.

Например, в процессе анализа степени изменения контуров трехмерного изображения сосок может быть определен как местный максимум, характеризующийся значительной степенью изменения линий контура во всех радиальны