Plastik cerrahi ameliyatlarında 3-B planlama için bir sistem; cyclops 3-D scanner
A 3-D planning system for plastical surgery operations; cyclops 3-D scanner
Yazar: ERSİN ÖZÜAĞ
Danışman: DOÇ. DR. OĞUZHAN URHAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Günümüzde plastik cerrahinde tıbbi veya estetik sorunlardan kaynaklı ameliyatlar zorunlu veya isteğe bağlı olarak gerçekleştirilmektedir. Ancak bu ameliyatlar öncesi dönemde hastaların yoğun kaygılar yaşadıkları bilinmektedir. Bu dönemde doktoruyla sağlıklı, güvene dayalı bir ilişki kuran hastaların ameliyatla ilgili kaygılarının azaldığı gözlenmiştir. Bu ilişki içersinde hastaların kesinlikle doktorlarına ne istediklerini ve ne istemediklerini iyi anlatmaları gerekmektedir [1]. Doktorların ameliyat planlaması ve hastaların ameliyat sonrası çekincelerinin azaltılması amacıyla cerrahlar, genellikle Photoshop benzeri grafik düzenleme programlarıyla hastaların çekilen fotoğrafları üzerinde oynamalar yaparak, bu tip kaygıları gidermeye çalışmaktadırlar. Ancak bu programlarda çekilen fotoğraflar sadece 2-boyutlu düzenlemelere olanak sağlamaktadır, örneğin farklı bakış açılarında ameliyatın nasıl sonuç vereceğiyle ilgili hastaya bilgi verilememektedir. Bu durumlarda da hastanın kaygıları devam etmektedir.Bu tez kapsamında gerçekleştirilen projede geliştirilen 3-B tarayıcı sayesinde plastik cerrahindeki tıbbi ve estetik ameliyatlar öncesinde hastaların yüzleri 3-B taranıp bilgisayar ortamında çeşitli oynamalarla ameliyat sonrası beklenen hale getirilir ve daha gerçekçi verilerin elde edilmesi sağlanır. Böylece cerrahlar için daha verimli bir ameliyat planlamasına, hastalar için de ameliyat öncesi kaygıların azaltılmasına olanak sağlanabilir.Geliştirilen 3-B tarayıcı temel olarak bir projeksiyon cihazı, yüksek çözünürlüklü bir fotoğraf makinesi ve sistemi denetleyen bir bilgisayardan oluşmaktadır. Öncelikle projeksiyon cihazı aracılığı ile yüz bölgesine yansıtılan örüntülülerin kırınımı fotoğraf makinesiyle kaydedilerek yüzün 3-B hali bilgisayar ortamında oluşturulmaktadır. Daha sonra 3-B yüz üzerinde ameliyat uygulamalarına uygun şekillerde cerrah tarafından çeşitli değişiklikler yapılmaktadır. 3-B model oluşturulması aşamasında literatürdeki yöntemlerden farklı olarak renk değişmezliği yaklaşımı kullanan bir yöntem tez çalışmaları kapsamında geliştirilmiştir. Ayrıca literatürde yer alan renk uzayı ayrışımı yaklaşımlı standart bir yöntemin başarımı da iyileştirilmiştir.

Abstract:
Today on plastic surgery for medical or aesthetic issues related operations are performed as required or optional. However, it is known that many of patients experienced intense anxiety before in the period of these operations. It was observed that, during this period a patient, who has a relationship with his doctor based on trust, has more reduced anxiety before operations. Within this bilateral relationship, the patients have to tell doctors exactly what he/she wants and do not want [1]. Doctors generally uses graphic editor programs like Photoshop, to modify photos of patient, to provide operation planning and reduction of postoperative reservation of patients. But these photos only allows two-dimensional arrangements, so the results of operation unknown in a different perspective. In this case, the patient?s concerns remain.Through this study, a 3-D face scanning device is developed to obtain the patient?s face in 3-D. In this way, the device scans the faces of patients before the surgery, and shows the status, which obtained via computer-aided deformations, after surgery. Thus, more efficient operation planning for doctors, and reduction of pre-operation anxiety for patients can be provided.The developed 3-D scanner consists of a projector device, a high resolution camera and a computer, which controls the whole system. Firstly, the projector is used to reflect a pattern to face and distortions of the pattern on the face are recorded by the camera. Afterwards 3-D versions of the faces are created by computer. Thus, the doctor can make various changes on the face, to simulate the surgical operation. At the model creation stage a novel method based on color invariance is proposed within the scope of this thesis. Additionally, performance of a color space separation based method is improved.