入的毛 發是否將匹配已經存在的毛發，提供外觀自然的外貌，或看起來似乎是移植的。也不可能知 道毛發采集的區域在毛發移除或采集后看起來將是怎樣。
[0054] 外觀自然的隨機性不僅對于關鍵的發際線元素重要而且對于受體部位和供體部 位也很重要。為此，不應該彼此獨立設計或規劃包括例如發際線、毛發修補區和受區的每 個毛發元素。在規劃毛發移植中，醫生必須確保他的計劃基于存在于患者頭部的現存毛發 (例如，現存毛發的密度或分布，它的間隔、角度、患者一般如何分開和/或梳理他的毛發或 任何其它有助于使毛發移植看起來自然的因素）提供最好的結果。本申請的一個方面使得 能夠例如遍及患者頭皮維持這樣的外觀自然的隨機性。另外，本申請的另一個特征使得醫 生能夠基于患者的頭部和他們的實際毛發的圖像獲得他的/她的患者在毛發移植程序期 間以及在毛發移植程序完成后的各個階段看起來是什么樣的圖像。利用本申請的各個方 面，不僅提供新植入的毛發看起來可能是什么樣的圖像，而且提供一旦毛發從供體元素采 集后，供體毛發的區域看起來將會是什么樣的圖像。根據本申請的另一個方面，還提供一種 裝置，通過該裝置醫生能夠向患者提議可能的視覺外觀和美學結果，進而解釋可能治療計 劃的各種功能性和/或美學優點和缺點，以及討論與每個所提議治療計劃相關聯的時間和 /或成本。以此方式，患者能夠看到在所討論的方案中的每一個中他/她看起來可能是什么 樣，這減少了患者誤解醫生可能嘗試向患者傳達的內容的可能性。在本申請的又一個方面 中，還提供了一種裝置，通過該裝置醫生能夠規劃移植手術的一個或多個階段，進而優化過 程以便潛在地減少完成毛發移植所需要的階段數量。本申請向醫生提供工具以便使得他或 她能夠確保例如供區中有充足毛發，并且毛發是正確類型和口徑以便提供患者所希望的外 觀。如果沒有，則本申請向醫生提供工具以便使得他/她能夠向患者說明基于他們在供區 可用的毛發的數量、類型和口徑，何種可能的毛發移植選項對于他或她是可用的。本申請中 所描述的系統和方法還向醫生提供用于規劃毛發移植過程、階段數量等的裝置。
[0055] 應注意，盡管本申請在毛發采集和毛發植入中尤其有用，但是其不限于毛發移植。 本申請對于需要患者身體表面和部分（包括面部和頭部特征）的模型的其它程序也可以是 有益的，例如，涉及治療計劃（例如，整形手術、去除或減少皺紋、注射美容物質、皮膚移植 程序、校正或去除胎記缺陷、面部重建、鼻整形術、眼睛或嘴唇的輪廓繪制、耳朵、鼻子、眼瞼 或下巴重塑、面部年輕化、激光皮膚磨削術、皮膚繃緊等）的各種美容程序和皮膚病學程序 可以從本文所述的本申請的系統和方法中受益。本申請的一個適用性實例是在用于美容或 其它醫療目的（例如，皮膚移植或紋身去除）的診斷皮膚成像中。為了方便描述，下面的描 述將參照毛發移植程序通過實例討論。然而，應注意，此類描述僅為了說明與示例目的，并 不旨在窮舉或限制。
[0056] 根據本申請的關于毛發移植的一個實施方案，用于毛發移植程序的治療計劃可以 至少部分由計算機創建。治療計劃基于一個或多個第二毛發元素中的毛發毛囊或毛囊單位 的一個或多個參數在第一毛發元素內自動地修改或產生一個或多個所提議的毛囊單位部 位。在本申請的另一個實施方案中，治療計劃基于毛群中的毛囊單位的一個或多個參數在 第一毛發元素內自動地修改或產生所提議的毛囊單位部位，該毛群包括第一毛發元素和一 個或多個第二毛發元素。在任一種情況下，共享兩個毛發區域之間的參數信息，因此提供 工具以便促進更加外觀自然的毛發移植結果。治療計劃可以考慮一個或多個參數，包括但 不限于：一個或多個毛發元素的位置、毛發元素的幾何分布、待采集/植入的毛囊單位的數 量和/或類型、與具體采集/植入位置相關聯的隨機性程度、相鄰植入位置之間的間隔、毛 囊的深度、植入的深度、毛囊或毛囊單位的取向、患者標識（例如毛發顏色、種族本源、年齡 等）、標記物位置和/或采集/植入部位的密度。對于與身體上的其它程序相關的治療計劃 來說，該治療計劃也可以考慮一個或多個參數，如元素的幾何分布、與具體程序位置相關聯 的隨機性程度、相鄰程序部位之間的間隔、深度、膚色、皮膚肌理、皮膚緊度、面部特征尺寸、 面部拓撲、患者標識、標記物位置、程序部位密度。在一些實施方案中，可以從毛囊單位的數 據庫獲得關于具體毛囊單位或毛囊單位組合的信息。這個數據庫可以包含針對考慮中的患 者或一般患者的信息。該數據庫可以包含例如通過種族本源、性別和/或年齡分類的信息。 在又一個實施方案中，治療計劃可以基于第一毛發元素和/或第二毛發元素上或其內的控 制點產生或修改。控制點可以是單獨的點、線、形狀或可以用來在第一毛發元素內提供用于 產生或修改毛囊單位部位的基礎的其它標記物。
[0057] 在治療計劃已經至少部分地通過計算機創建后，用戶可以接受或改變治療計劃。 一旦治療計劃滿足醫生、用戶和/或患者的期望，用戶就可以和患者登記治療計劃。在一些 實施方案中，這可以通過使用一個或多個照相機識別可以直接定位在患者上或患者所使用 的設備上的一個或多個標記物來完成。該標記物可以是緊固至患者的反射器、繪制在患者 上的油墨標記或患者解剖結構。另選地，標記物可以是（例如）在毛發移植程序中可以由 醫生利用的皮膚拉緊設備上的標記。識別的標記物可以用來確定患者上的元素的位置和/ 或取向。
[0058] 已經在例如由本申請的受讓人共同擁有的美國專利號7962192中描述使用自動 (包括機器人）系統或計算機控制系統執行的毛發移植程序，該專利以引用方式并入本文。 在已經啟動并校準機器人系統后，身體表面的圖像數據通過系統計算機獲得并處理以便識 別目標，具體的說是例如人類頭皮上的供體元素中的毛囊單位。從這個感興趣的元素的圖 像，存在于計算機中的圖像分段和篩選軟件識別并選擇特定感興趣的毛囊單位，以便從頭 皮米集。
[0059] 根據本申請的各個實施方案，用于規劃在患者身體表面（例如，頭皮）中移植毛 囊單位的程序的系統可以包括用戶接口、處理器（例如，軟件控制的）、監視器和至少一個 輸入設備。這些組件對于幾乎所有現代計算機系統是常見的，無論是獨立的（例如，"個人 的"）計算機系統，還是在采用具有多個遠程終端的集中式服務器的系統中。將理解，計劃 系統的實施方案優選地（如果不是專門從實際角度看）是軟件實現的，并且可以在具有基 本組件（處理器、監視器、輸入設備）的任何計算機系統上運行，只要此類計算機系統裝備 有充足的可用存儲器和適當的圖形產生和顯示能力。計算系統可以包括一個或多個處理單 元、一個或多個非暫時性儲存介質（其可以但不限于采取以下形式：磁儲存介質；光存儲介 質；磁光存儲介質；只讀存儲器；隨機存取存儲器；可擦除可編程存儲器；閃存等等）、和/ 或一個或多個輸入和/或輸出組件，該組件用于傳輸輸出至一個或多個其它組件（如一個 或多個顯示器、觸摸屏、鍵盤、鼠標、軌跡墊、軌跡球、觸控筆、筆、打印機、揚聲器、照相機、攝 像機等等）和/或從一個或多個其它組件接收輸入。處理單元可以包括一個或多個模塊以 執行存儲在存儲介質中的指令，以便執行一個或多個計算設備功能（如一個或多個治療計 劃方法）。系統或處理單元可以另外包括圖像存儲庫，該圖像存儲庫包括模板、一個或多個 患者的圖像和/或模板或患者的部分的圖像。系統可以被配置來實現本文所述的全部方法 論、過程和技術。
[0060] 盡管可以認為計算系統包括以特定配置布置的特定組件，但應理解這是為了示例 的目的。在各個實現方案中，在不背離本公開范圍的情況下，計算系統可以包括以不同配置 布置的任何數量的計算機系統（如一個或多個總線、顯示器、網絡組件、專用圖像處理器、 協處理器、存儲器、硬盤驅動器、端口、圖形適配器等等）。例如，在一個或多個實現方式中， 計算系統可以包括被布置來捕獲圖像和/或同一場景的視頻的多個照相機和/或攝像機。 通過另一個實例，在各個實現方案中，計算系統可以包括用于控制機器（如自動的和/或計 算機輔助的外科手術機器）的一個或多個界面。
[0061] 也將理解，本申請的實施方案可通過互聯網實現，例如，在此種系統的用戶采用他 的或她的家用計算機作為與遠程服務器或計算機交互的用戶接口（監視器和輸入設備）的 至少一部分的情況下通過互聯網實現。在此種基于互聯網的計劃系統中，實現并控制用戶 接口的軟件可全部或部分存在于用戶的計算機上或遠程服務器/計算機上，優選地對用戶 透明。在一個此種實施方案中，遠程服務器將一個或多個軟件模塊下載至用戶的計算機，以 用于臨時的或永久使用。
[0062] 現將結合附圖描述實現并控制用于規劃毛囊單位移植程序的用戶接口的軟件的 示例性實施方案。將理解，在不背離本申請的大體范圍的情況下，可實現所述實施方案的各 種和多個變體，這在附加權利要求中提出。
[0063] 圖1是示出根據本公開的治療計劃程序的一般方法論的實例的框圖。作為初步事 項，在步驟110處，圖像數據例如通過使用圖像獲取或成像設備，或從存儲在計算機系統的 存儲器中的預先存在的數據，或本領域已知的任何其它技術獲得。例如，在一些實施方案 中，圖像數據可從患者的電子記錄或一般的患者數據中恢復。在其它實施方案中，可使用 數字照相機、數字視頻、數字顯微鏡或類似設備實時創建圖像數據，設備是移動的或不移動 的，數據以最適合考慮中的應用的方式獲得。圖像數據可以包括一個或多個圖像，圖像包括 足夠的2-D圖像以便使得計算機系統的圖像處理單元能夠創建3-D圖像。
[0064] 在步驟120中，處理器或圖像處理器處理并記錄與圖像數據相關聯的信息。此類 信息包括例如現存的毛囊單位或毛發毛囊的位置和取向，關于疤痕、痣、雀斑、皺紋、面部特 征、紋身或任何其它此類身體表面特征的信息。
[0065] 在步驟130中，基于步驟120處所確定的信息，處理器提議毛發元素或身體表面元 素，元素包括面部元素（并且由對現有身體表面特征的所提議修改組成），并且治療計劃系 統中的一個或多個呈現組件（如監視器）用來視覺呈現指示所提議毛發元素/身體表面元 素的信息。關于毛發移植，所提議毛發元素可以包括例如發際線或毛發修補區。所提議毛 發元素可以包括毛囊單位將從其采集或植入其中的元素。在一個實施方案中，所提議毛發 元素包括所提議邊界曲線和/或所提議采集/植入部位。在一些實施方案中，單獨基于圖 像數據提議所提議毛發元素。在其它實施方案中，另外基于存在于計算機系統的圖像存儲 庫中的模板提議毛發元素。這些模板可由計算機系統基于已處理的圖像數據自動選擇，或 另選地它們可以由用戶選擇，或由兩者的組合選擇。在一些實施方案中，一旦已選擇模板， 就可以進一步選擇模板的部分。在又一個實施方案中，所提議毛發元素可以由用戶例如通 過在觸摸啟用設備、平板電腦或其它此類類似設備上使用例如鼠標、觸控筆、筆或畫線工具 徒手畫來識別或產生。
[0066] 任選地在步驟140中，可執行指令可被提供來使得用戶能夠通過基于他們對顯示 圖像的分析修改所提議邊界曲線和/或所提議采集/植入部位來修改所提議毛發元素/身 體表面元素。所提議邊界曲線和/或所提議采集/植入部位可以包括輔助修改過程的控制 點。在一個實施方案中，用戶在2-D視圖中修改所提議毛發邊界曲線或所提議采集或植入 部位，并且計算機系統基于3D數據（如來自3D網格模型的數據）將2-D修改轉變成3-D 修改。
[0067] 在步驟150中，將兩個或更多個毛發元素/身體表面元素關聯以形成群組，如毛 群。在步驟160中基于限定的毛群修改或產生部位。例如，采用包括兩個毛發元素的毛群。 在一個實例中，現可基于第二毛發元素中的毛囊單位的一個或多個參數修改或產生第一毛 發元素中的一個或多個所提議毛囊單位，第二毛發元素與第一毛發元素處于同一毛群中。 在另一個實例中，基于作為整體的毛群中的毛囊單位的一個或多個參數修改或產生第一毛 發元素中的一個或多個所提議毛囊單位部位。
[0068] 在用戶希望使毛發元素的不同組合關聯以修改或產生更多所提議部位的情況下， 可以重復步驟150和步驟160,直到全部期望的組合已關聯并且期望的所提議部位已經修 改或產生。
[0069] 在步驟170中，治療計劃被接受，并且任選地，在步驟180中可以產生網格平面 (下文更詳細地描述）。
[0070] 盡管方法100被示出并描述為包括以特定順序執行的特定操作，但應理解這是為 了示例的目的。在各個實現方案中，在不背離本公開的范圍的情況下，可以另一個順序執行 某些操作。在其它實現方式中，再次在不背離本申請的范圍的情況下，可以僅需要各種操作 的子集。
[0071] 在程序的任何階段，可保存所提議計劃，以便在稍后日期進一步修改、編輯或更 新。如果在執行治療計劃的具體階段后，患者的毛發沒有如預測的生長，進而需要修改治療 計劃，那么這可以是有益的。或者，在執行治療計劃的具體階段后，患者改變想法，或不能承 擔按計劃執行的全部程序，進而需要修改以解決他的經濟問題，而同時向他提供具有外觀 自然的外貌的毛發移植。
[0072] 圖2a和圖2b示出如何獲得圖像數據（步驟110)的實施方案的實例。獲得患者 的身體表面的圖像205a和205b，例如，患者頭部（并且，具體的說是頭皮）的各種視圖，本 發明的移植程序針對患者頭部而規劃。通過非限制性實例，根據用于傳輸數字圖像數據的 眾所周知且可用的技術，圖像可以使用手持式數字照相機或甚至移動電話照相機來獲得， 并且通過計劃系統的用戶接口輸入。沒有必要包括患者頭部的每個部分的圖像，因為本領 域的技術人員已知建模軟件可以僅從幾個視圖（例如，從四個（4)至六（6)個來自不同方 向和側，包括例如來自頂部的視圖）產生足夠準確的頭部/頭皮的三維表面模型。取決于 治療計劃的目的（例如，面部美容程序或在頭皮上規劃毛發移植），可以調整期望視圖的最 小數量和角度/方向以便實現足夠準確的模型。獲得的圖像隨后經處理以便使用建模軟件 產生患者頭部（例如，頭皮）的三維模型。將理解，可以使用任何適合的軟件程序。
[0073] 在不提供患者頭部/頭皮（或其它可適用的身體表面）的所獲得圖像的替代實施 方案中，建模軟件被配置來基于與所選擇特性（如種族本源或種族和/或通過一個或多個 菜單選擇的其它特性（其中一些是客觀的（例如，性別、年齡）和其它是純粹主觀的（例如， 吸引人的、對稱的特征、長前額））相關的輸入產生（通過選擇菜單選項"產生"）三維模型。
[0074] 在一些實施方案中，除產生身體表面模型外將進一步的輸入信息提供至計劃系 統。例如，針對毛發毛囊的具體特征（例如，顏色或粗度）可以通過用戶接口從圖像和/或 輸入得出。進一步的信息可以是用戶輸入或使用圖像處理從所獲得圖像確定的信息（如身 體表面（例如，患者頭部）的幾何形狀、現存發際線、疤痕或痣的存在、先前采集或植入毛 囊的位置和可用于采集的毛囊單位的每種類型（即，單個毛囊或多個毛囊）的數量和顏色 (例如，深色、淺色、灰色等））。將理解，三維模型可以另選地通過多種其它方法（例如，使 用3D激光掃描器和/或通過將多個數字圖像拼合在一起）產生。本申請的實施方案的系 統將以相同方式使用三維信息而不考慮其如何產生。
[0075] 無論來自所獲得圖像，還是通過其它描述的特征輸入，建模軟件在計劃系統的用 戶接口監視器上產生并顯示患者頭部/頭皮的三維模型。關于毛發移植，這個模型將代表 患者頭部/頭皮，并且因此通常將展示男性/女性禿發模式的特性，模型由禿發區域210、毛 囊單位填充區域215,以及和/或比其它區域或多或少密集的區域構成。填充區域215將包 括毛囊單位，毛囊單位經分組以形成接近稀疏區域或禿發區域的毛發區域。這些毛發區域 可以具有與它們相關聯的幾何形狀。毛囊單位具有各種參數，例如像類型、口徑、相對于頭 皮的取向、相鄰毛囊單位之間的間隔、毛囊在頭皮以上的的高度。
[0076] 基于由處理所獲得圖像確定的這些特性、信息和/或一個或多個身體特征，建模 軟件自動產生如圖3所示的毛囊單位的一個或多個所提議元素220的視覺表示（圖1的流 程圖的步驟130)，并且計劃系統將其顯示在計劃系統的用戶接口上。根據本公開的一個方 面，計劃系統可以自動提議治療計劃。例如，可以提議毛發毛囊可植入到其中的毛發元素， 以便為患者創造自然外觀。這可以通過映射從疊加所提議毛發元素的所獲得圖像確定的解 剖元素，并將它們顯示在用戶接口監視器上來完成。此類解剖元素包括例如毛發填充區域 的幾何形狀和禿發區域的幾何形狀、毛囊單位填充區域、患者的眼睛、耳朵和鼻子的位置。 毛囊單位部位的一個或多個所提議元素可以（例如，如圖3中所示）在禿發區域210中提 議，并且包括邊界曲線230和任選地一個或多個所提議植入部位240。在這個具體圖示中， 示出控制點250。這些控制點250可以由計算機系統產生和/或由用戶確定。通常，控制 點位于邊界曲線上，盡管它們可以存在于毛發元素220內或與其相鄰。用戶可以通過使用 計算機鼠標的常規單擊和拖動運動拖拉邊界曲線230或拖拉控制點250來修改邊界曲線 230 (步驟140)。該系統被配置使得拖拉控制點250的操作內插至沿著相鄰控制點之間的 邊界曲線230的每個點。根據本公開的另一個方面，用戶可以使用觸控筆和觸摸屏顯示器 手動提議治療計劃（包括用于毛發移植物將從其采集的供區的計劃和用于毛發移植物將 植入其中的受區的計劃），例如提議徒手畫的二維（2-D)計劃，計算機系統和它的各種處理 單元將其轉變成三維（3-D)計劃。