專利名稱：用于選擇用于采集的毛囊單位的系統(tǒng)及方法
用于選擇用于采集的毛囊單位的系統(tǒng)及方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明大體來(lái)說(shuō)涉及毛發(fā)移植程序且更特定來(lái)說(shuō)涉及一種用于使用成像及處理 技術(shù)來(lái)選擇用于毛發(fā)采集的毛囊單位。
背景技術(shù)：
毛發(fā)移植程序是眾所周知的且通常涉及從例如患者的頭皮或其它含有毛發(fā)的表 面的側(cè)及后邊緣區(qū)的供體區(qū)采集供體毛發(fā)移植物并將其植入于無(wú)毛區(qū)(受體區(qū))中。歷 史上，采集的移植物相對(duì)大(3到5mm)，但近來(lái)，供體移植物可為單毛囊單位。特定來(lái) 說(shuō)，“毛囊單位”(也稱為FU)是隨機(jī)分布在例如頭皮的體表面上的1到3個(gè)(且較不 常見(jiàn)地，為4到5個(gè))緊密間隔的毛發(fā)毛囊的自然發(fā)生的聚合體。
可基于單位中毛發(fā)的數(shù)目來(lái)對(duì)毛囊單位進(jìn)行歸類或“分型”，且以簡(jiǎn)寫形式識(shí) 別為針對(duì)單根毛發(fā)毛囊單位的“F1”、針對(duì)兩根毛發(fā)毛囊單位的“F2”且針對(duì)具有3到 5根毛發(fā)的毛囊單位以此類推。需要基于毛囊單位中的毛發(fā)的數(shù)目來(lái)識(shí)別毛囊單位。舉 例來(lái)說(shuō)，將某些類別的毛囊單位移植到頭皮的特定區(qū)域中為優(yōu)選的。例如，單根毛發(fā)毛 囊單位(Fl)通常沿構(gòu)成面部框架的發(fā)際植入。具有多于一根毛發(fā)的毛囊單位(F2、F3 等)通常植入于中間頭皮及頂峰中。毛囊單位分布的此布置被認(rèn)為產(chǎn)生較自然的外貌美 觀結(jié)果。而且，可需要利用多種類別(也稱為“類型”)的毛囊單位來(lái)為移植的毛發(fā)的 外貌提供所要屬性。此類屬性可包含毛發(fā)的密度、毛發(fā)的方向或定向、毛囊單位的類型 的特定混合及/或隨機(jī)性的外貌以及其它可能屬性。
先前已揭示用于毛發(fā)移植的各種程序，包含手動(dòng)程序及達(dá)到某些自動(dòng)化程度的 機(jī)械化程序兩者。在一種眾所周知的手動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)用解剖刀切開(kāi)到脂肪皮下組織中 而從供體區(qū)移除頭皮的線性部分。條被切割成(在顯微鏡下)組件毛囊單位，接著在通過(guò) 針制成的相應(yīng)穿透孔中將所述組件毛囊單位植入到受體區(qū)中。通常使用鑷子抓取毛囊單 位移植物并將其放置到針穿透位置中，但已知還有其它儀器及方法可用于上述操作。在 另一手動(dòng)過(guò)程中，使用手持式穿孔器或插管從體表面一次一個(gè)地提取毛囊單位以用于隨 后植入于另一位置中。此技術(shù)稱為FUE(毛囊單位提取)技術(shù)。
第6,585,746號(hào)美國(guó)專利揭示一種利用機(jī)器人的自動(dòng)化毛發(fā)移植系統(tǒng)，所述機(jī)器 人包含機(jī)器人臂及與所述機(jī)器人臂相關(guān)聯(lián)的毛發(fā)毛囊引入器。在利用手動(dòng)或自動(dòng)化系統(tǒng) 及方法中的任一者來(lái)進(jìn)行毛發(fā)移植時(shí)，需要改進(jìn)程序的速度及效率。不管所使用的系統(tǒng) 如何，都通常由于選擇將要采集的下一毛囊單位并將毛發(fā)采集工具從先前所采集的毛囊 單位的位置移動(dòng)到下一選定毛囊單位的位置的需要而損失一些時(shí)間。因此，需要一種用 于選擇用于采集的毛囊單位且總體上改進(jìn)過(guò)程的效率的自動(dòng)化選擇機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)及方法。發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本文所揭示的本發(fā)明的一般方面，提供一種用于使用自動(dòng)化系統(tǒng)選擇將要 采集的毛囊單位的系統(tǒng)及方法。本發(fā)明的系統(tǒng)及方法可與用于在體表面上移植毛發(fā)毛囊單位的系統(tǒng)及方法一起使用。本發(fā)明的系統(tǒng)及方法在實(shí)施于用于毛發(fā)移植的自動(dòng)化系統(tǒng) 上或與所述系統(tǒng)集成在一起時(shí)尤其有用。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供選擇采集毛囊單位的次序的方法。在一些實(shí)施例 中，所述方法包括基于一個(gè)或一個(gè)以上策略自動(dòng)地對(duì)候選毛囊單位池進(jìn)行分類及自動(dòng)地 選擇接下來(lái)將要采集的特定毛囊單位。一個(gè)或一個(gè)以上策略通常經(jīng)設(shè)計(jì)以改進(jìn)毛發(fā)采集 的速度、質(zhì)量及功效中的一者或全部。所述選定毛囊單位為根據(jù)至少一個(gè)或一個(gè)以上額 外策略的最佳可用毛囊單位中的一者?？蓛H存在一個(gè)策略或多個(gè)預(yù)定策略，賦予每一策 略某一權(quán)重，使得當(dāng)使用多個(gè)策略時(shí)分類及/或選擇毛囊單位包括基于包括這些多個(gè)策 略的變量的加權(quán)和對(duì)其進(jìn)行評(píng)分。一些實(shí)例性策略包含毛囊單位類型、到采集工具的距 離、毛囊單位定向、與體表面的出射角、毛囊單位的形狀的簡(jiǎn)單性。用于本發(fā)明的方法 中的策略的額外實(shí)例包含跳過(guò)候選毛囊單位池中的每隔N個(gè)毛囊單位，其中基于包含任 一將來(lái)采集計(jì)劃的特定情形選擇N。
在某些實(shí)施例中，本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)基于預(yù)定準(zhǔn)則從所述候選毛囊單位池自動(dòng) 篩選所述毛囊單位。在又一些實(shí)施例中，對(duì)接下來(lái)將要采集的特定毛囊單位的自動(dòng)選擇 基于多個(gè)篩選程序及策略的組合?？山油ɑ蜿P(guān)斷所述篩選程序及策略中的每一者，此視 臨床情形而定。根據(jù)本發(fā)明的篩選或策略應(yīng)用的一些實(shí)例包含拋棄位于到另一毛囊單位 或到圖像的視域的邊緣或到含有血液的位置的某一最小距離內(nèi)的毛囊單位。其它實(shí)例可 包含通過(guò)拋棄小于預(yù)定寬度或擁有復(fù)雜形狀或不滿足基于毛囊單位中的毛發(fā)的數(shù)目的預(yù) 定所要準(zhǔn)則或在預(yù)定的前一時(shí)間間隔中未一致地顯現(xiàn)于一個(gè)或一個(gè)以上圖像中的毛囊單 位進(jìn)行的篩選。根據(jù)本發(fā)明的篩選可通過(guò)排除歸屬于預(yù)定參數(shù)或準(zhǔn)則內(nèi)或之外的某些毛 發(fā)來(lái)“否定地”完成或通過(guò)僅包含歸屬于預(yù)定參數(shù)或準(zhǔn)則內(nèi)或之外的那些毛發(fā)來(lái)“肯定 地”完成。
本發(fā)明的方法可在由醫(yī)師借助手持式裝置實(shí)施的手動(dòng)程序中使用或其可與一些 自動(dòng)化系統(tǒng)一起使用，其尤其適合與機(jī)器人毛發(fā)采集系統(tǒng)一起使用。當(dāng)與機(jī)器人毛發(fā)采 集系統(tǒng)一起使用時(shí)，本發(fā)明的方法的實(shí)例可包括基于經(jīng)設(shè)計(jì)以改進(jìn)毛發(fā)采集的速度、質(zhì) 量及功效中的一者或一者以上的一個(gè)或一個(gè)以上策略自動(dòng)地對(duì)用于采集的候選毛囊單位 池進(jìn)行分類；在自動(dòng)地分類的那些毛囊單位中自動(dòng)地選擇接下來(lái)將要采集的特定毛囊單 位，其中選定毛囊單位為基于至少一個(gè)或一個(gè)以上額外策略的最佳可用毛囊單位中的一 者；及操縱機(jī)器人系統(tǒng)的機(jī)器人臂以接近于將要采集的選定FU放置以操作方式連接到機(jī) 器人臂的毛發(fā)采集工具?？稍诤忻覇挝坏谋砻娴囊粋€(gè)或一個(gè)以上圖像中識(shí)別用于采 集的候選毛囊單位池。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于使用自動(dòng)化系統(tǒng)選擇毛囊單位的系統(tǒng)。 所述系統(tǒng)包括圖像處理器，其中所述圖像處理器可經(jīng)配置以用于在從圖像獲取裝置獲 得的一個(gè)或一個(gè)以上圖像中識(shí)別用于采集的候選毛囊單位池；基于一個(gè)或一個(gè)以上策略 (此類策略可經(jīng)設(shè)計(jì)以改進(jìn)毛發(fā)采集的速度及/或質(zhì)量及/或功效)自動(dòng)地對(duì)用于采集的 候選毛囊單位池進(jìn)行分類；及在自動(dòng)地分類的那些毛囊單位中自動(dòng)地選擇接下來(lái)將要采 集的特定毛囊單位，其中選定毛囊單位為根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上額外策略的最佳可用毛囊 單位中的一者。所述系統(tǒng)可進(jìn)一步包括圖像獲取裝置，其還可以是具有機(jī)器人臂的機(jī)器 人系統(tǒng)。
所述圖像獲取裝置的一個(gè)實(shí)例為一個(gè)或一個(gè)以上相機(jī)，例如任何市售相機(jī)。替 代相機(jī)，其可以是視頻記錄裝置(例如攝錄像機(jī))或任一其它圖像獲取裝置。所述圖像 處理器可包括經(jīng)編程及經(jīng)配置以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的選擇毛囊單位的方法的任一裝置。適 合圖像處理器的一個(gè)非限制性實(shí)例為任一類型的個(gè)人計(jì)算機(jī)(“PC”)。
用于選擇毛囊單位的圖像處理器可結(jié)合各種手動(dòng)及自動(dòng)化(包含機(jī)器人)毛發(fā)移 植與治療系統(tǒng)以及裝置使用，包含但不限于用于毛發(fā)采集或毛發(fā)移植或毛發(fā)歸類的系統(tǒng) 或毛發(fā)治療計(jì)劃系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種制造物品，其包括在由機(jī)器存取時(shí)致使所述 機(jī)器執(zhí)行例如以下各項(xiàng)的操作的數(shù)據(jù)的機(jī)器可存取媒體在從圖像獲取裝置獲得的一個(gè) 或一個(gè)以上圖像中識(shí)別用于采集的候選毛囊單位池；基于例如經(jīng)設(shè)計(jì)以改進(jìn)毛發(fā)采集的 速度、質(zhì)量及/或功效的那些策略的一個(gè)或一個(gè)以上策略自動(dòng)地對(duì)所述候選毛囊單位池 中的毛囊單位進(jìn)行分類；及自動(dòng)地選擇接下來(lái)將要采集的特定毛囊單位，其中選定毛囊 單位為基于至少一個(gè)或一個(gè)以上額外策略的最佳可用毛囊單位中的一者。
因此，提供用于選擇毛囊單位的系統(tǒng)及方法。結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)描述，本 發(fā)明的其它及進(jìn)一步實(shí)施例、目標(biāo)及優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。


在隨附圖式的圖中以實(shí)例而非限制方式圖解說(shuō)明本發(fā)明，在圖式中相似參考編 號(hào)指示類似元件且其中
圖1是本發(fā)明的實(shí)例性自動(dòng)毛囊單位選擇過(guò)程的框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)例性篩選準(zhǔn)則的數(shù)字圖像的打印。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)例性篩選準(zhǔn)則的示意性表示。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的又一篩選準(zhǔn)則的血液區(qū)域檢測(cè)及接近度檢查的實(shí)例性框 圖。
圖5A及5B是在紅色/白色光下血液區(qū)域(圖4的)的實(shí)例性數(shù)字圖像的打印。
圖6是展現(xiàn)使用方差篩選程序通過(guò)血液檢測(cè)對(duì)候選毛囊單位的實(shí)例性篩選的數(shù) 字圖像的打印。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實(shí)例性篩選準(zhǔn)則的示意性表示。
圖8A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例性選擇策略的示意性表示。
圖8B到8C是根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)例性選擇策略的示意性表示。
圖9是在機(jī)器人毛發(fā)采集程序中實(shí)施的本發(fā)明實(shí)例性實(shí)施例的描繪。
圖10是在非機(jī)器人毛發(fā)采集程序中實(shí)施的本發(fā)明實(shí)例性實(shí)施例的描繪。
具體實(shí)施方式
在以下詳細(xì)說(shuō)明中，參考以圖解說(shuō)明方式顯示可實(shí)踐本發(fā)明的一些實(shí)例性實(shí)施 例的隨附圖式。在這點(diǎn)上，參考所描述的圖的定向，使用例如“頂部”、“底部”、“遠(yuǎn)端”、“近端”等方向性術(shù)語(yǔ)。由于可以若干不同定向來(lái)定位本發(fā)明的組件或?qū)嵤?例，因此方向性術(shù)語(yǔ)的使用是出于圖解說(shuō)明目的而決非限制性目的。應(yīng)理解，在不背離 本發(fā)明范圍的情況下，可利用其它實(shí)施例并可作出結(jié)構(gòu)或邏輯改變。因此，不應(yīng)將以下說(shuō)明視為具有限制意義，且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書界定。
參考系統(tǒng)或過(guò)程，形容詞“自動(dòng)化”總體上意指特定系統(tǒng)或所述過(guò)程中的步驟 的某一部分或全部涉及自主機(jī)構(gòu)或功能；即，所述機(jī)構(gòu)或功能不需要手動(dòng)致動(dòng)。最終， 程序中的一個(gè)或一個(gè)以上步驟可以是自動(dòng)化的或自主的，其中一些部分需要手動(dòng)輸入。 此定義涵蓋僅需要操作員按下ON開(kāi)關(guān)或排定所述操作的自動(dòng)化系統(tǒng)，且也涵蓋其中使用 手持式工具但系統(tǒng)的某一機(jī)構(gòu)自主地起作用(即，無(wú)人類輸入)來(lái)執(zhí)行功能的系統(tǒng)。本文 中描述的自動(dòng)化系統(tǒng)中的一些系統(tǒng)還可以是機(jī)器人輔助的或計(jì)算機(jī)/軟件/機(jī)器指令控制 的。本發(fā)明的裝置及方法在手動(dòng)程序及系統(tǒng)中以及在自動(dòng)化程序及系統(tǒng)中都是有用的， 且在機(jī)器人輔助系統(tǒng)及程序中尤其有用。相反，當(dāng)提及使用系統(tǒng)的特定組件或過(guò)程中的 特定步驟時(shí)，副詞“自動(dòng)地”意指此步驟是自主地實(shí)現(xiàn)的，即，無(wú)實(shí)時(shí)手動(dòng)輔助。
本文中所使用的術(shù)語(yǔ)“工具”或“采集工具”是指能夠從體表面移除或采集毛 囊單位(FU)的任何數(shù)目的工具或末端執(zhí)行器。應(yīng)理解，體表面可以是身體的具有毛發(fā) 的任一區(qū)，體表面可附接到身體或可以是從身體移除的一片皮膚或身體組織。此類工具 可具有不同的形式及配置。在許多實(shí)施例中，所述工具包括中空管狀軸且因此可標(biāo)示為 (例如)插管、針或穿孔器。本文中所使用的術(shù)語(yǔ)“耦合”或“附接”或“安裝”可 意指直接耦合、附接或安裝或者通過(guò)一個(gè)或一個(gè)以上介入組件間接耦合、附接或安裝。
可使用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)實(shí)施本發(fā)明的方法的實(shí)施例?？墒褂酶鞣N程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及 操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)施本發(fā)明。
其中使用FUE技術(shù)來(lái)采集個(gè)別毛囊單位的手動(dòng)毛發(fā)采集程序是耗時(shí)的程序，因 為每一個(gè)別FU是單獨(dú)地從體表面采集的。即使借助部分自動(dòng)化或全部自動(dòng)化采集程序及 系統(tǒng)，在選擇將要采集的下一 FU時(shí)作出并執(zhí)行各種選擇決策也需要某一時(shí)間。本發(fā)明 的自動(dòng)選擇系統(tǒng)經(jīng)設(shè)計(jì)以增加手動(dòng)及自動(dòng)化程序兩者中的采集過(guò)程的功效，且其(例如) 在機(jī)器人毛發(fā)采集程序中是尤其有用的。
機(jī)器人毛發(fā)移植系統(tǒng)及方法描述于共同受讓的公開(kāi)專利申請(qǐng)案US 2007/0078466( “鮑德魯(Bodduluri)等人的公開(kāi)案”)。以上所提及的申請(qǐng)案解釋毛發(fā) 采集工具承載于可移動(dòng)(例如，機(jī)器人)臂上且每當(dāng)在采集毛囊單位之后就重新定位所述 臂以在成像系統(tǒng)的指引下移動(dòng)所述采集工具并使其與將要采集的下一毛囊單位對(duì)準(zhǔn)。當(dāng) 然，每一此移動(dòng)(可移動(dòng)臂(及因此所述臂所承載的工具)的重新定位及重新對(duì)準(zhǔn))花費(fèi) 時(shí)間且總體上增加程序的持續(xù)時(shí)間。因此，十分需要設(shè)計(jì)出其中最小化臂(及工具)從 一個(gè)FU到另一 FU的移動(dòng)及重新定向的高效方案。
當(dāng)采集毛發(fā)毛囊時(shí)，需要將采集工具與將要采集的毛囊單位對(duì)準(zhǔn)。針與毛囊單 位的對(duì)準(zhǔn)越好，毛發(fā)橫切的機(jī)會(huì)就越低，因此，以針與毛囊單位之間的接近完美的對(duì)準(zhǔn) (舉例來(lái)說(shuō)，使其相應(yīng)軸彼此平行或彼此成某一所要小角度)為目標(biāo)可為理想的。為實(shí)現(xiàn) 此目標(biāo)，采用的一個(gè)潛在策略或戰(zhàn)略將為在候選FU群中拾取其定向最緊密地匹配先前所 采集的FU的定向的FU。以此方式，最小化承載工具的機(jī)器人臂的總移動(dòng)，此又最小化 對(duì)準(zhǔn)的時(shí)間且因此減少整體治療時(shí)間。又一替代可能性是僅拾取最靠近于采集工具(例 如針或插管)的當(dāng)前位置的FU。
除了對(duì)采集工具的移動(dòng)距離的單純考慮以外，整體程序的吞吐量還取決于可考 慮到的各種額外因素，例如成像的功效及所采集的毛囊單位的質(zhì)量。舉例來(lái)說(shuō)，用于采7集的潛在FU候選者可非?？拷谧罱牟杉课?，此通常將表明從距離/時(shí)間觀點(diǎn)來(lái)看 所述潛在FU候選者為非常好的候選者。然而，如果其中的任一者周圍由于所述區(qū)中的 先前最近采集而存在過(guò)多流血，那么避免此區(qū)域因此為優(yōu)選的，因?yàn)檫^(guò)多的血液量有混 淆相關(guān)聯(lián)圖像處理的較高風(fēng)險(xiǎn)。類似地，盡管在靠近于先前采集部位的有利位置中，但 潛在候選毛囊單位可能太接近于另一毛囊單位以致可因采集候選FU而損壞或橫切相鄰 FU。此外，由于例如將來(lái)的潛在額外采集程序或減少結(jié)疤的需要的臨床問(wèn)題，可能不需 要最近的毛囊單位。因此，可必須避免(篩選掉)此候選FU而不管其到先前采集部位的 基本有利接近度如何。
此處應(yīng)注意，由于患者可變性以及影響所述程序及潛在將來(lái)所預(yù)期跟蹤程序的 眾多因素，最佳的戰(zhàn)略可涉及不同“篩選程序”及“策略”的組合。舉例來(lái)說(shuō)，所述 方法可包含用于對(duì)用于采集的可用毛囊單位進(jìn)行分類的一個(gè)或數(shù)個(gè)主要策略且另外，還 可根據(jù)一個(gè)或數(shù)個(gè)準(zhǔn)則來(lái)篩選所述候選FU群。舉例來(lái)說(shuō)，可篩選緊密接近于頭皮的血液 部分的那些FU。接著可經(jīng)由優(yōu)先選擇靠近于當(dāng)前針位置且其定向匹配剛剛采集的FU的 FU的策略對(duì)剩余的FU進(jìn)行分類。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可將策略設(shè)置及/或 描述為篩選程序。然而，不管其稱謂如何，如果其針對(duì)選擇用于采集的毛囊單位，其都 應(yīng)歸屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)且應(yīng)被視為一策略。應(yīng)注意，系統(tǒng)為運(yùn)行時(shí)間可配置的，此意 味著可依據(jù)臨床情形而接通或關(guān)斷篩選程序及策略中的每一者。
圖1是本發(fā)明的自動(dòng)毛囊單位選擇過(guò)程的實(shí)例的框圖。首先，在步驟100處， 可識(shí)別用于采集的候選毛囊單位池。舉例來(lái)說(shuō)，其可提前或作為選擇過(guò)程的一部分從含 毛囊單位的表面的一個(gè)或一個(gè)以上圖像識(shí)別。在步驟110處，根據(jù)一個(gè)或數(shù)個(gè)策略自動(dòng) 地對(duì)來(lái)自所述池的毛囊單位進(jìn)行分類?？蓛H存在一個(gè)策略，或者，可存在數(shù)個(gè)不同的預(yù) 定策略，一些策略經(jīng)設(shè)計(jì)以改進(jìn)程序的速度，一些策略可針對(duì)功效、減少的毛發(fā)處理及 各種額外目標(biāo)，如下文更詳細(xì)地描述。在步驟120處，根據(jù)以上或其它額外策略自動(dòng)地 選擇接下來(lái)將要采集的特定毛囊單位作為最佳可用毛囊單位中的一者。塊130由虛線顯 示以便以其類屬形式指示其為所述方法的任選步驟。在步驟130處，執(zhí)行基于某一準(zhǔn)則 對(duì)毛囊單位的自動(dòng)篩選，舉例來(lái)說(shuō)，從所述候選FU池自動(dòng)篩選不滿足一個(gè)或一個(gè)以上準(zhǔn) 則的毛囊單位。應(yīng)注意，所述篩選可通過(guò)排除歸屬于(例如)預(yù)定參數(shù)或準(zhǔn)則內(nèi)或之外 的某些毛發(fā)來(lái)“否定地”完成或通過(guò)僅包含歸屬于預(yù)定參數(shù)或準(zhǔn)則內(nèi)或之外的那些毛發(fā) 來(lái)“肯定地”完成。本發(fā)明涵蓋這些方法中的任一者，因此，在說(shuō)明書及/或權(quán)利要求 書中對(duì)通過(guò)根據(jù)某一準(zhǔn)則拋棄毛囊單位進(jìn)行的篩選的任何提及自動(dòng)包含通過(guò)保持在所述 某一準(zhǔn)則之外或與所述某一準(zhǔn)則相反的毛囊單位進(jìn)行的篩選?？梢罁?jù)每一情形的具體細(xì) 節(jié)來(lái)使用許多各種篩選程序，如下文更詳細(xì)地描述。
參考圖2，數(shù)字圖像的打印顯示通過(guò)篩選可離開(kāi)視域(FOV)的FU來(lái)選擇感興趣 的區(qū)域的實(shí)例。更具體來(lái)說(shuō)，如圖2中所見(jiàn)，忽略/篩選太靠近于FOV的邊緣的FU10、 12及14，因?yàn)楹苡锌赡苓@些FU可因患者移動(dòng)由于離開(kāi)FOV而丟失。在圖2中，注意可 向上或向下?lián)軇?dòng)對(duì)感興趣的區(qū)域(ROI)的選擇，此視患者移動(dòng)量而定。此“選擇ROI” 的典型值為圖像幀的總面積的75%。
替代篩選準(zhǔn)則的另一實(shí)例為在最小時(shí)間量?jī)?nèi)(例如，在預(yù)定的前一時(shí)間間隔中) 尚未在圖像處理器中記錄的毛囊單位。當(dāng)來(lái)自附近傷口(因另一毛囊單位的前一采集而形成)的血液滲入到從其選擇下一毛囊單位的區(qū)域中時(shí)，其通?？墒箞D像處理的至少若 干部分或某些幀受到破壞。因此，特定FU可在一個(gè)幀中看見(jiàn)而接著在后續(xù)幀中看不見(jiàn)。 由圖像處理器連續(xù)記錄的毛囊單位被認(rèn)為是“穩(wěn)定的”且因此提供較高置信度以實(shí)現(xiàn)可 靠的采集。因此，在一些情形中，可需要篩選掉“不穩(wěn)定的” FU，或換句話說(shuō)，在如上 文所解釋的“穩(wěn)定的”那些FU中進(jìn)行篩選。
又一有用篩選準(zhǔn)則或策略是需要用于采集或相反應(yīng)避免的特定類型的毛囊單 位。舉例來(lái)說(shuō)，毛囊單位Fl及F2通常為十分需要的，因此可將篩選程序設(shè)置為忽略F3 及F3以上(“隨意”類型的篩選程序)，或者可將其設(shè)置為僅選擇Fl及F2。類似地， 排除不是最小直徑或?qū)挾?通常為至少75 μ m)的毛發(fā)的篩選程序可用于避免小型化或纖 細(xì)的FU。“纖細(xì)的”毛發(fā)的特征在于小于正常的直徑且在其遇到橫切時(shí)成問(wèn)題。此外， 纖細(xì)的毛發(fā)由于在不斷變化且繁忙的情景中被丟失的較大傾向而往往具有較多的圖像處 理問(wèn)題。
下文列出篩選準(zhǔn)則的數(shù)個(gè)額外實(shí)例。在許多情況下，測(cè)量FU相對(duì)于頭皮表面指 向哪一方向可為相對(duì)于所述FU定向采集工具中的關(guān)鍵因素。存在其中此測(cè)量可為有噪 聲(例如，由于淺色或淺灰色毛發(fā)所致的血液或成像噪聲)的某些情況。因此，可需要 篩選不滿足規(guī)定的定向穩(wěn)定性準(zhǔn)則的FU。在其它情況下，篩選準(zhǔn)則為一個(gè)FU是否太靠 近于另一 FU。 “太靠近”可隨采集針直徑而變。如果兩個(gè)FU足夠靠近在一起，那么 對(duì)一個(gè)FU的提取將非常可能導(dǎo)致對(duì)相鄰者的橫切。此為最好避免的情形且因此可實(shí)施對(duì) 應(yīng)篩選程序/策略。
一些FU擁有復(fù)雜形狀，此指示可在與采集工具的對(duì)準(zhǔn)期間導(dǎo)致問(wèn)題的FU。較 佳對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)致較準(zhǔn)確的FU提取及FU橫切率的減小。鑒于此，可優(yōu)先選擇“簡(jiǎn)單” Fl或F2 而非具有復(fù)雜形狀及配置的FU。 “簡(jiǎn)單”是指具有簡(jiǎn)單形狀的FU。舉例來(lái)說(shuō)，“V” 形狀被認(rèn)為在F2形狀中是相當(dāng)簡(jiǎn)單的。圖3顯示四個(gè)代表性經(jīng)分段FU(在所述圖的上 部行中)及其對(duì)應(yīng)“骨架”(在下部行中)。產(chǎn)生骨架或“骨架化”是用于將經(jīng)分段圖 像中的前臺(tái)區(qū)域簡(jiǎn)化為主要保留圖像的原始區(qū)域的范圍及連接性同時(shí)拋棄原始前臺(tái)像素 中的大部分的骨架剩余物的過(guò)程。前臺(tái)區(qū)域的此簡(jiǎn)化通過(guò)在不影響正成像的對(duì)象的大體 形狀的情況下剝除盡可能多的像素的圖案而發(fā)生。存在計(jì)算經(jīng)分段圖像的骨架的不同方 式。一種實(shí)例性方法是細(xì)化方法，其中在保留線段的端點(diǎn)的同時(shí)連續(xù)地從邊界侵蝕掉像 素直到不可能再進(jìn)行細(xì)化為止(在留下骨架的時(shí)刻)。如在圖3中所見(jiàn)，經(jīng)分段圖像(d) 是F2，其骨架含有由于未切毛發(fā)封閉F2的一部分所致的“環(huán)”。從經(jīng)分段FU圖像導(dǎo) 出的環(huán)及其它有噪聲骨架形狀使得較難以辨別FU的主軸，此干擾工具與FU的對(duì)準(zhǔn)。因 此，可能想要排除其形態(tài)并非直線或曲線V或倒置V中的一者的FU。在本發(fā)明的實(shí)施 例的一個(gè)實(shí)例中，其通過(guò)首先消減骨架(“細(xì)枝”的移除)且接著將FU歸類成“簡(jiǎn)單” 及“復(fù)雜”箱來(lái)實(shí)現(xiàn)。
與本發(fā)明的選擇方法涵蓋在一起的另一篩選準(zhǔn)則或策略是太靠近于體表面(例 如頭皮)的流血或損傷區(qū)域或甚至位于所述區(qū)域內(nèi)的FU。此通常意味著考慮中的FU太 靠近于最近的采集部位。為了最小化橫切率，需要維持采集部位的給定密度且此密度與 采集穿孔直徑緊密相關(guān)。因此，通過(guò)經(jīng)由圖像處理來(lái)識(shí)別先前所采集的部位，有可能在 供體區(qū)內(nèi)均勻地散布開(kāi)FU。此外，血液往往將污染成像測(cè)量，因此存在排除太靠近于血液的那些毛發(fā)的許多各種原因。圖4是血液區(qū)域檢測(cè)及接近度檢查的框圖的實(shí)例，其 描繪本發(fā)明的成像及處理系統(tǒng)如何確定所成像頭皮的哪些部分是應(yīng)避免的流血區(qū)域的一 個(gè)實(shí)例。在如圖4中所顯示的實(shí)例性過(guò)程期間，在步驟200處，使用白色光拍攝感興趣 的區(qū)或FOV的一個(gè)或一個(gè)以上圖像，其增亮了血液(由于過(guò)多強(qiáng)光及反射而以毛發(fā)為代 價(jià))?？稍趫D5A及5B中注意到此“白色閃光”的動(dòng)機(jī)，其中血液在白色光下比在紅色 光下明顯得多。此外，使用紅色光拍攝感興趣的區(qū)或FOV的一個(gè)或一個(gè)以上圖像以增亮 毛囊單位，如圖5A中所見(jiàn)。當(dāng)然，使用白色及紅色光拍攝圖片的次序并不重要。在步 驟210處，處理在步驟200處拍攝的圖像。可(例如)根據(jù)共同受讓的共同待決公開(kāi)申 請(qǐng)案WO 2008/024954及WO 2008/024955中所描述的FU計(jì)數(shù)及歸類技術(shù)處理在紅色光 下拍攝的圖像。在白色光下拍攝的圖像的處理可包含(例如)各種分段技術(shù)及步驟(如 此項(xiàng)技術(shù)中已知)，以實(shí)例而非限制方式包含固定閾值確定和之后的對(duì)二進(jìn)制侵蝕進(jìn)行后 處理。在步驟220處，確定含血有血液的區(qū)且例如，可產(chǎn)生流血區(qū)列表。同時(shí)，作為對(duì) 含有毛囊單位的圖像的處理的結(jié)果，還可產(chǎn)生相同的感興趣的區(qū)或FOV內(nèi)的毛囊單位列 表。在步驟230處，執(zhí)行接近度檢查。從候選FU池，將發(fā)現(xiàn)相對(duì)于“血液區(qū)域”來(lái)說(shuō) 太靠近(通常在10個(gè)像素內(nèi))的那些毛發(fā)排除在選擇過(guò)程之外。同樣，此篩選可通過(guò)排 除在來(lái)自流血區(qū)域的某一像素范圍內(nèi)的那些毛發(fā)來(lái)“否定地”完成或通過(guò)僅包含在以上 范圍之外的那些毛發(fā)來(lái)“肯定地”完成。在可進(jìn)一步采用的額外策略及選擇準(zhǔn)則下，僅 通過(guò)接近度檢查的那些FU將被采集或?qū)⒈徽J(rèn)為用于采集。
可借以在“白色閃光”圖像中測(cè)量何處血液為廣泛的機(jī)制的一個(gè)實(shí)例是經(jīng)由方 差篩選程序。圖6顯示使用方差篩選程序進(jìn)行的血液檢測(cè)的此實(shí)例。如從圖6可見(jiàn)，流 血區(qū)域的特征在于幾乎無(wú)組織(低圖像方差)而體表面(例如頭皮)的所成像部分的非流 血區(qū)域含有相對(duì)較大的組織量(高方差)。此外，由于“白色閃光”與正常紅色域圖像 之間存在某一延遲(其可大約為例如三分之二秒)，因此患者可甚至在所述短暫的時(shí)間期 間移動(dòng)。因此，為增加測(cè)量的準(zhǔn)確度，建議對(duì)照紅色域圖像記錄白色閃光圖像。
圖7圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明可在選擇方法中使用的額外篩選準(zhǔn)則。有時(shí)，對(duì)象在 兩個(gè)不同視圖(例如，來(lái)自其中使用立體相機(jī)的左相機(jī)及右相機(jī))中的圖像并不顯現(xiàn)為相 同的。此情形的一個(gè)實(shí)例顯示于圖7中，其中可在立體對(duì)的一個(gè)圖像(在此情況下為左 圖像)中容易地識(shí)別兩個(gè)單獨(dú)的FU，而在對(duì)應(yīng)的另一立體圖像中，兩個(gè)經(jīng)分段FU圖像 已改變?yōu)閱蝹€(gè)對(duì)象的形態(tài)。通常在頭皮的其中毛發(fā)可長(zhǎng)于2到3mm的高密度區(qū)中遇到此 情形，且工具有利點(diǎn)(且通過(guò)延長(zhǎng)相機(jī)軸)與成像噪聲的組合阻止FU在左及右立體視圖 兩者中成像為完全分離的。盡管一般來(lái)說(shuō)在RU已改變?yōu)樵谝黄鸬男螒B(tài)的情況下較高級(jí) 成像系統(tǒng)能夠“幾乎分裂”所述RU;但此類毛發(fā)的追蹤可由于來(lái)自左及右相機(jī)的不對(duì)稱 視圖而較為繁重且成問(wèn)題。因此，為簡(jiǎn)化且加速毛發(fā)采集的過(guò)程，可選擇一起排除這些 FU(具有稍微復(fù)雜的形狀)且優(yōu)先選擇采集較簡(jiǎn)單的形狀。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了 解，可借助本發(fā)明的方法實(shí)施許多其它篩選準(zhǔn)則。這些各種準(zhǔn)則可單獨(dú)地使用或以眾多 組合形式使用，此視每一采集情況中的具體需要及條件而定。如先前所提及，可視需要“接通”或“關(guān)斷”篩選準(zhǔn)則中的任一者。
現(xiàn)在返回到圖1，在已應(yīng)用FU篩選程序之后，剩余可從其選擇一定數(shù)目用于采 集的經(jīng)篩選候選FU集合。此選擇塊通過(guò)基于所述策略中的一者或一者以上對(duì)候選者進(jìn)行分類來(lái)實(shí)現(xiàn)此任務(wù)?？纱嬖谠诒景l(fā)明的方法中選擇的多個(gè)不同策略。在一些情形中， 可僅選擇一個(gè)策略(N = 1)，在其它情形中，其可以是多個(gè)策略的組合(N > 1)。由于 可“接通”或“關(guān)斷”策略，因此將僅遵循有效策略(“接通”的那些策略)。下文 列出有用策略的一些非限制性實(shí)例。
為改進(jìn)程序的速度并減少程序的時(shí)間，可嚴(yán)格地基于候選FU與采集工具的位置 之間的距離來(lái)選擇一策略。換句話說(shuō)，所述策略可為拾取最靠近于采集工具(其可以是 針、插管、穿孔器及任一其它適當(dāng)工具)的尖端的FU。另一替代策略可基于將工具與FU 對(duì)準(zhǔn)使得系統(tǒng)將選擇其定向最緊密地匹配先前剛剛采集的FU的定向的那個(gè)FU所需的調(diào) 整量。以此方式，不需要改變工具的定向，此將加速整個(gè)過(guò)程。上文所提供的代表性策 略僅以最大化系統(tǒng)的吞吐量為基礎(chǔ)，然而，其它考慮也可決定策略選擇。舉例來(lái)說(shuō)，策 略可基于改進(jìn)所采集毛發(fā)的質(zhì)量、減小橫切率及類似考慮。此策略的一個(gè)實(shí)例是對(duì)其離 頭皮或其它相關(guān)體表面的出射角在候選者池中為最大的FU的選擇。此策略的前提為已知 當(dāng)感興趣的FU相對(duì)于體表面筆直指向上而非沿表面伸展或具有非常小的出射角時(shí)橫切率 為最低。當(dāng)考慮中的FU平坦伸展時(shí)，針或其它采集工具往往通常跳躍且跨越頭皮滑動(dòng)， 因此，以上策略將增加在采集具有較大出射角的FU時(shí)校正工具的對(duì)準(zhǔn)及操作的機(jī)會(huì)。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可選擇上文所提及的策略的三個(gè)實(shí)例中的任一者的 組合或任何其它策略。此通過(guò)給每一策略(變量)指派某一權(quán)重且接著將候選FU作為變 量的加權(quán)和評(píng)分來(lái)實(shí)現(xiàn)。注意，在一些實(shí)例中可給特定策略指派零權(quán)重使得其將不被考 慮在內(nèi)。如果所有三個(gè)上文所提及的策略均被考慮在內(nèi)，那么在此實(shí)例中每一所考慮FU 的得分將確定如下
FU得分=(α )(到針的距離)+ ( β ) ( Δ與先前FU的定向)+ ( Y )(出射角)
其中α、β及Y是指派給每一策略的“權(quán)重”。
當(dāng)針對(duì)大數(shù)目的FU執(zhí)行自動(dòng)化時(shí)，可拍攝體表面上的各個(gè)位置的多個(gè)圖像(包 含在多個(gè)視域中)使得可產(chǎn)生候選FU超集。此超集接著用作圖1的框100中的輸入“候 選FU”，且后續(xù)過(guò)程類似于參考圖1所描述的過(guò)程，好像僅使用單個(gè)FOV—樣。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，選擇采集毛囊單位的次序的方法基于經(jīng)設(shè)計(jì)以提前計(jì) 劃同一患者可需要的任何潛在將來(lái)毛發(fā)采集程序的另一策略。已確定，某些個(gè)體可在其 生命的過(guò)程中需要數(shù)個(gè)毛發(fā)移植程序。在一些情形中，其可需要額外程序，因?yàn)槠鋵⒗^ 續(xù)損失毛發(fā)且可在一定數(shù)目年之后需要重復(fù)。在一些情況下，醫(yī)師及患者提前計(jì)劃散布 于某一時(shí)間周期上的多個(gè)程序。在其中可需要從相同大體區(qū)采集額外毛發(fā)的將來(lái)程序的 預(yù)期中，為了較佳的美觀結(jié)果，可能想要間隔開(kāi)將在第一程序期間采集的毛囊單位。以 此方式，當(dāng)稍后在后續(xù)程序期間采集更多毛發(fā)時(shí)，供體區(qū)將看上去仍為豐滿、均勻且自 然的。此策略背后的前提是將當(dāng)前程序的所要良率考慮在內(nèi)，同時(shí)仍保持認(rèn)識(shí)到任何將 來(lái)程序。
參考圖8Α到8C，現(xiàn)在描述本發(fā)明的基于多程序計(jì)劃策略的方法的實(shí)例。舉例 來(lái)說(shuō)，為解決上文所描述的問(wèn)題，策略可為跳過(guò)給定候選毛囊單位池中的每隔N個(gè)毛囊 單位。圖8Α顯示例如頭皮的供體區(qū)上的“跳過(guò)策略”，其中N=l。換句話說(shuō)，選擇 每隔一個(gè)的毛囊單位用于采集。帶圈的FU表示對(duì)給定發(fā)際帶中的每隔一個(gè)的FU的選 擇。在圖8Α的實(shí)例中，其為線性發(fā)際帶1、2及3。如從圖8Α可見(jiàn)，所采集的FU的總數(shù)目為9。在此實(shí)例中，在完成第一程序之后，將采集選定發(fā)際帶中的每隔一個(gè)的FU。 如果在相同發(fā)際帶中預(yù)期無(wú)顯著的額外采集，那么此策略將有效。
如果將來(lái)有必要從相同帶或區(qū)移除更多毛發(fā)，那么在每一所采集的FU之間跳過(guò) 多個(gè)FU以便防止剩余FU之間的大間隙將為明智的。圖8B顯示一策略，其中醫(yī)師已將 相同供體區(qū)中的將來(lái)策略考慮在內(nèi)且替代地選擇將N = 2撥動(dòng)到此策略中。因此，跳過(guò) 每隔兩個(gè)FU，使得選擇用于采集的FU的總數(shù)目現(xiàn)在為7而非圖8A的9。在圖8A到8B 的實(shí)例中，針對(duì)發(fā)際帶1、2及3以線性方式且沿相同方向執(zhí)行FU的空間分組，然而， 本發(fā)明不限于此線性單向選擇。舉例來(lái)說(shuō)，可從一個(gè)或一個(gè)以上各種計(jì)劃模板選擇毛囊 單位的跳過(guò)模式。一些實(shí)例性跳過(guò)模式可包含在發(fā)際中選擇每隔N個(gè)毛囊的一個(gè)或兩個(gè) 單向及線性模板。然而，沒(méi)有什么會(huì)阻止使用多向及非線性選擇的此策略的適用性，包 含其它分組，例如圖8C中的實(shí)例所顯示的沿3個(gè)實(shí)例性方向χ、y及ζ的小片或小簇。 15。
如本文中所描述的選擇用于采集的毛囊單位的系統(tǒng)及方法中的任一者可結(jié)合用 于毛發(fā)采集及移植的類似于鮑德魯?shù)热说墓_(kāi)案中所描述的那些機(jī)器人系統(tǒng)的機(jī)器人系 統(tǒng)使用。例如，鮑德魯?shù)热说墓_(kāi)案中所描述的系統(tǒng)可經(jīng)編程及經(jīng)配置以執(zhí)行根據(jù)本發(fā) 明的選擇毛囊單位的方法。圖9是用于毛發(fā)采集(且任選地用于植入)的機(jī)器人系統(tǒng)20 的一個(gè)此種實(shí)例的示意性透視圖。系統(tǒng)20包含機(jī)器人臂22及經(jīng)安裝(例如)以用于在 所述機(jī)器人臂的下管26上旋轉(zhuǎn)的組合件M。顯示各種箭頭以圖解說(shuō)明系統(tǒng)20的移動(dòng)能 力。此外，各種電機(jī)及其它移動(dòng)裝置可并入于組合件M中以使工具觀的操作尖端能夠沿 多個(gè)方向精細(xì)移動(dòng)。實(shí)例性機(jī)器人系統(tǒng)20進(jìn)一步包含下文更詳細(xì)描述的至少一個(gè)成像獲 取裝置四。圖像獲取裝置可安裝于固定位置中或其可耦合(直接地或間接地)到機(jī)器人 臂或其它可控制運(yùn)動(dòng)裝置。顯示工具觀的操作尖端定位于體表面30上，在此情況下， 所述體表面為患者頭皮的上面具有毛發(fā)毛囊的一部分。工具觀為用于從體表面30移除 毛囊單位的任何數(shù)目的采集工具。
圖9的處理器32包括用于處理從圖像獲取裝置四獲得的圖像的圖像處理器。處 理器32還可指令機(jī)器人臂22及組合件M的各種移動(dòng)裝置(包含采集工具)且(例如) 通過(guò)如圖9中所示意性顯示的機(jī)器人控制件34起作用。機(jī)器人控制件34可以操作方式 耦合到所述機(jī)器人臂且經(jīng)配置以控制所述機(jī)器人臂的運(yùn)動(dòng)，包含基于由所述圖像獲取裝 置獲取的圖像或數(shù)據(jù)的運(yùn)動(dòng)。或者，機(jī)器人控制件34可并入為處理器32的一部分，使 得將對(duì)包含采集工具、機(jī)器人臂及所述組合件的任何其它可移動(dòng)部分的所有工具的全部 移動(dòng)(包含基于由所述圖像獲取裝置獲取的圖像或數(shù)據(jù)的那些移動(dòng))的所有處理及控制集 中于一個(gè)地方。系統(tǒng)20可進(jìn)一步包括監(jiān)視器35、鍵盤36及鼠標(biāo)38?？稍诒O(jiān)視器35上 看見(jiàn)體表面30的放大圖像。另外，所述系統(tǒng)可包括用于FU的采集及/或植入中或用于 毛發(fā)治療計(jì)劃中的其它工具、裝置及組件。
圖9中所顯示的圖像獲取裝置四的一些非限制性實(shí)例包含一個(gè)或一個(gè)以上相 機(jī)，例如任何市售相機(jī)。所述圖像獲取裝置可拍攝靜止圖像或其可以是視頻記錄裝置 (例如，攝錄像機(jī))或任一其它圖像獲取裝置。盡管立體或多視角成像裝置在本發(fā)明中是 非常有用的，但未必采用此類幾何結(jié)構(gòu)或配置，且本發(fā)明不受如此限制。同樣地，雖然 圖像獲取裝置優(yōu)選地為數(shù)字裝置，但其未必是數(shù)字裝置。舉例來(lái)說(shuō)，圖像獲取裝置可以是模擬TV相機(jī)，其獲取接著被處理成數(shù)字圖像(例如，經(jīng)由類似于商用現(xiàn)成幀捕獲器的 模/數(shù)裝置)以供進(jìn)一步在本發(fā)明的方法中使用的初始圖像。圖像獲取裝置可耦合到顯 示為并入于圖9中的處理器32中的處理系統(tǒng)以控制圖像操作并處理圖像數(shù)據(jù)。供在本發(fā) 明中使用的圖像處理器可包括經(jīng)編程及經(jīng)配置以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的選擇用于采集的FU的 方法的任一適合裝置。在一實(shí)施例的一個(gè)實(shí)例中，用于選擇FU的圖像處理器經(jīng)配置以用 于在從圖像獲取裝置獲得的一個(gè)或一個(gè)以上圖像中識(shí)別用于采集的候選毛囊單位池； 基于一個(gè)或一個(gè)以上策略(例如經(jīng)設(shè)計(jì)以改進(jìn)毛發(fā)采集的速度、質(zhì)量或功效的那些策略) 自動(dòng)地對(duì)所述候選毛囊單位池中的FU進(jìn)行分類；及自動(dòng)地選擇接下來(lái)將要采集的特定毛 囊單位，其中選定毛囊單位為基于至少一個(gè)或一個(gè)以上策略的最佳可用毛囊單位中的一 者ο
通過(guò)實(shí)例而非限制方式，適合的圖像處理器可以是包含一個(gè)或一個(gè)以上處理器 或其它類型裝置的數(shù)字處理系統(tǒng)。舉例來(lái)說(shuō)，圖像處理器可以是控制器或任一類型的個(gè) 人計(jì)算機(jī)(“PC”)。或者，圖像處理器可包括專用集成電路(A^tC)或現(xiàn)場(chǎng)可編程門 陣列(FPGA)。圖像處理器還可包含存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)裝置及此項(xiàng)技術(shù)中通常已知的其它組 件，且因此，此處不需要對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。
用于選擇毛囊單位的圖像處理器可結(jié)合各種手動(dòng)、部分自動(dòng)化及全部自動(dòng)化 (包含機(jī)器人)毛發(fā)移植與治療系統(tǒng)以及裝置使用，包含但不限于用于毛發(fā)采集或毛發(fā)移 植的系統(tǒng)。類似地，本發(fā)明的圖像處理器可與毛發(fā)歸類系統(tǒng)或與毛發(fā)治療計(jì)劃系統(tǒng)一起 使用。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，自動(dòng)毛囊單位選擇還可在由使用某一手持式工具進(jìn)行 毛發(fā)采集的醫(yī)生實(shí)施的程序中實(shí)施。一個(gè)此種實(shí)施方案作為實(shí)例顯示于圖10中。在此實(shí) 施例中，醫(yī)師正在使用手持式采集工具44并佩戴著具有高放大率寸鏡的典型眼鏡50對(duì)患 者實(shí)施手動(dòng)手術(shù)。例如一個(gè)或一個(gè)以上相機(jī)的圖像獲取裝置52可附接到所述眼鏡。所 述相機(jī)可具有取景器，使得在附接到所述眼鏡時(shí)其允許醫(yī)師精確地檢視所述相機(jī)正成像 的內(nèi)容?；蛘?，相機(jī)52’可附接到醫(yī)師正用來(lái)進(jìn)行毛發(fā)采集的手持式儀器或工具。在 一些額外實(shí)施例中，其可以是獨(dú)立的圖像獲取裝置。圖10將圖像獲取裝置的替代實(shí)例中 的兩者顯示為52 (所述眼鏡上)及工具44上的52，。例如計(jì)算機(jī)42的圖像處理器可執(zhí) 行本發(fā)明的選擇方法且執(zhí)行景物分析，包含基于規(guī)定的策略及/或篩選程序增亮毛囊單 位。監(jiān)視器40顯示增亮的一個(gè)或多個(gè)毛囊單位以及其它有用數(shù)據(jù)/統(tǒng)計(jì)值，例如精確毛 發(fā)計(jì)數(shù)、近似密度、毛囊單位類型等。通過(guò)顯示于所述監(jiān)視器上的信息的指導(dǎo)，醫(yī)師可 選擇用于采集的下一毛囊單位。
如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，本發(fā)明的方法可至少部分地體現(xiàn)于軟件中且在 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或其它數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中實(shí)施。因此，在一些實(shí)例性實(shí)施例中，可結(jié)合軟件指 令使用硬件以實(shí)施本發(fā)明。舉例來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的制造物品可包括在由機(jī)器存取時(shí)致使所 述機(jī)器執(zhí)行例如以下各項(xiàng)的操作的數(shù)據(jù)的機(jī)器可存取媒體在從圖像獲取裝置獲得的一 個(gè)或一個(gè)以上圖像中識(shí)別用于采集的候選毛囊單位池；基于經(jīng)設(shè)計(jì)以改進(jìn)毛發(fā)采集的速 度、質(zhì)量及功效中的一者或一者以上的一個(gè)或一個(gè)以上策略自動(dòng)地對(duì)所述候選毛囊單位 池中的毛囊單位進(jìn)行分類；及自動(dòng)地選擇接下來(lái)將要采集的特定毛囊單位，其中選定毛 囊單位為基于至少一個(gè)或一個(gè)以上額外策略的最佳可用毛囊單位中的一者。
可使用機(jī)器可讀媒體存儲(chǔ)致使系統(tǒng)執(zhí)行本發(fā)明的方法的軟件及數(shù)據(jù)。上文所提 及的機(jī)器可讀媒體可包含能夠存儲(chǔ)并傳輸呈可由例如計(jì)算機(jī)的處理裝置存取的形式的信 息的任何適合媒體。機(jī)器可讀媒體的一些實(shí)例包含但不限于磁盤存儲(chǔ)裝置、快閃存儲(chǔ)器 裝置、光學(xué)存儲(chǔ)裝置、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器等。
前文所圖解說(shuō)明及描述的本發(fā)明實(shí)施例能有各種修改及替代形式，且應(yīng)理解， 一般來(lái)說(shuō)本發(fā)明以及本文所描述的具體實(shí)施例并不限于所揭示的特定形式或?qū)嵤├?，?是相反涵蓋歸屬于所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有修改、等效內(nèi)容及替代方案。通過(guò)非 限制性實(shí)例，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，參考一個(gè)圖或?qū)嵤├枋龅奶囟ㄌ卣骰蛱匦?可在適合時(shí)與在另一圖或?qū)嵤├忻枋龅奶卣骰蛱匦越M合。類似地，本發(fā)明并不限于使 用包含機(jī)器人臂的機(jī)器人系統(tǒng)，且可利用其它自動(dòng)化及半自動(dòng)化系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的 用于選擇用于采集的毛囊單位的系統(tǒng)及方法可以是連同單獨(dú)自動(dòng)化移植系統(tǒng)一起使用或 甚至與手動(dòng)移植程序一起使用的單獨(dú)系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種選擇采集毛囊單位的次序的方法，其包括基于經(jīng)設(shè)計(jì)以改進(jìn)毛發(fā)采集的速度、質(zhì)量及功效中的一者或一者以上的一個(gè)或一個(gè) 以上策略自動(dòng)地對(duì)用于采集的候選毛囊單位池進(jìn)行分類；及在自動(dòng)地分類的那些毛囊單位中自動(dòng)地選擇接下來(lái)將要采集的特定毛囊單位，其中 選定毛囊單位為根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上額外策略的最佳可用毛囊單位中的一者。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括基于預(yù)定準(zhǔn)則自動(dòng)地篩選毛囊單位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中自動(dòng)地選擇所述特定毛囊單位是基于多個(gè)篩選程 序及策略的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求所述的方法，其進(jìn)一步包括在含有毛囊單位的 表面的一個(gè)或一個(gè)以上圖像中識(shí)別所述用于采集的候選毛囊單位池；且其中自動(dòng)地分類 包括僅保持已在預(yù)定的前一時(shí)間間隔中一致地顯現(xiàn)于所述一個(gè)或一個(gè)以上圖像中的那些毛囊單位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一權(quán)利要求所述的方法，其進(jìn)一步包括采集所述選定毛囊單位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一權(quán)利要求所述的方法，其中連續(xù)地重復(fù)所述自動(dòng)地分類 步驟及自動(dòng)地選擇步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上策略或 所述一個(gè)或一個(gè)以上額外策略包括1)拋棄位于到包括另一毛囊單位、所述圖像的視域的 邊緣及含有血液的位置中的一者或一者以上的項(xiàng)目的某一最小距離內(nèi)的毛囊單位；或2) 保持位于距包括另一毛囊單位、所述圖像的所述視域的邊緣及含有血液的位置中的一者 或一者以上的項(xiàng)目的某一最小距離之外的毛囊單位。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中使用方差篩選程序來(lái)確定所述含有血液的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上策略或 所述一個(gè)或一個(gè)以上額外策略或篩選包括1)拋棄小于預(yù)定寬度的毛囊單位，或幻保持等 于或大于預(yù)定寬度的毛囊單位。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上策略 或所述一個(gè)或一個(gè)以上額外策略或篩選包括1)拋棄不滿足基于毛囊單位中的毛發(fā)的數(shù)目 的預(yù)定所要準(zhǔn)則的毛囊單位；或2)保持滿足基于毛囊單位中的毛發(fā)的數(shù)目的預(yù)定所要準(zhǔn) 則的毛囊單位。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述一個(gè)或一個(gè)以上策略 或所述一個(gè)或一個(gè)以上額外策略或篩選包括拋棄擁有復(fù)雜形狀的FU或保持擁有簡(jiǎn)單形狀 的FU。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中任一權(quán)利要求所述的方法，其中自動(dòng)地選擇毛囊單位包括 基于包括以下各項(xiàng)中的一者或一者以上的變量的加權(quán)和對(duì)毛囊單位進(jìn)行評(píng)分毛囊單位 類型、毛囊單位到采集工具的距離、毛囊單位相對(duì)于采集工具的定向的定向、毛囊單位 與體表面的出射角及毛囊單位的所述形狀的簡(jiǎn)單性。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到12中任一權(quán)利要求所述的方法，其中自動(dòng)地對(duì)毛囊單位進(jìn)行分 類包括跳過(guò)所述候選毛囊單位池中的每隔N個(gè)毛囊單位。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其包括從一個(gè)或一個(gè)以上計(jì)劃模板選擇的跳過(guò)模式。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中跳過(guò)模式包括選擇發(fā)際中的每隔N個(gè)毛囊的一 個(gè)或兩個(gè)單向及線性模板。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述跳過(guò)模式包括選擇一小片或一小簇毛囊單 位中的每隔N個(gè)毛囊的多向模板。
17.根據(jù)權(quán)利要求1到16中任一權(quán)利要求所述的方法，其進(jìn)一步包括操縱機(jī)器人毛發(fā) 移植系統(tǒng)的機(jī)器人臂以接近于將要采集的所述選定FU放置以操作方式連接到所述機(jī)器人 臂的毛發(fā)采集工具。
18.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中篩選程序與策略的所述組合包括到所述表面上 的血液的接近度、包括以下各項(xiàng)中的一者或一者以上的所述毛囊單位的擇優(yōu)位于到毛 發(fā)采集工具的最小距離內(nèi)的毛囊單位及其定向匹配緊接在當(dāng)前選擇之前已采集的毛囊單 位的定向的毛囊單位。
19.一種用于選擇用于采集的毛囊單位的系統(tǒng)，其包括圖像處理器，所述圖像處理器經(jīng)配置以用于在從圖像獲取裝置獲得的一個(gè)或一個(gè)以上圖像中識(shí)別用于采集的候選毛囊單位池；基于一個(gè)或一個(gè)以上策略自動(dòng)地對(duì)用于采集的候選毛囊單位池進(jìn)行分類；及在自動(dòng)地分類的那些毛囊單位中自動(dòng)地選擇接下來(lái)將要采集的特定毛囊單位，其中 選定毛囊單位為根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上額外策略的最佳可用毛囊單位中的一者。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括圖像獲取裝置，其中所述圖像獲取裝 置包括至少一個(gè)相機(jī)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述圖像處理器為個(gè)人計(jì)算機(jī)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)為機(jī)器人系統(tǒng)且所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括 機(jī)器人臂。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于使用成像及處理技術(shù)來(lái)選擇用于毛發(fā)采集的毛囊單位的系統(tǒng)及方法。選擇采集毛囊單位的次序的方法是基于通常經(jīng)設(shè)計(jì)以改進(jìn)采集過(guò)程的速度、質(zhì)量及功效的一個(gè)或一個(gè)以上策略及/或篩選程序的組合。本發(fā)明的方法可借助各種毛發(fā)采集及移植系統(tǒng)來(lái)實(shí)施，包含手動(dòng)、部分自動(dòng)化及全部自動(dòng)化系統(tǒng)。
文檔編號(hào)A61F2/10GK102026585SQ200980117701
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月4日
發(fā)明者劉宏澤, 謝赫爾扎德·庫(kù)雷希 申請(qǐng)人:修復(fù)型機(jī)器人公司