KR102324240B1 - 모발 식별 장치 및 이를 구비하는 자동 모낭 분리 장치 - Google Patents

Abstract

모발 식별 장치는, 절개식 모발 이식 시에 탈모환자로부터 절개한 두피로부터 모낭 단위로 분리한 각각의 모낭 또는 비절개식 모발 이식 시에 탈모환자로부터 직접 낱개로 뽑아낸 각각의 모낭에 대해 모발과 모낭 이미지를 촬영하여 획득하는 이미지 획득부, 상기 이미지 획득부가 획득한 상기 모발과 모낭 이미지에 포함된 모발 및 모낭의 윤곽선을 추출하는 영상 처리부, 상기 영상 처리부가 추출한 상기 모발 및 모낭의 윤곽선을 토대로 상기 모낭 내 모발의 개수를 판별하는 모발 개수 판별부, 및 상기 모발 개수 판별부가 판별한 상기 모낭 내 모발의 개수를 출력하는 제어부를 구비한다.

Description

모발 식별 장치 및 이를 구비하는 자동 모낭 분리 장치{Hair Identifying Device and Apparatus for Automatically Separating Hair Follicles Including the Same}

본 발명은 모발 식별 장치 및 이를 구비하는 자동 모낭 분리 장치에 관한 것이다.

인체는 나이가 들면서 신체적인 변화가 생기거나, 유전적인 영향, 호르몬의 영향, 식습관, 스트레스, 불규칙한 생활습관, 환경적인 요인 등의 다양한 이유로 두피에서 머리가 빠지는 탈모현상을 겪게 된다. 이러한 탈모환자는 세계 인구의 약 20%~30%를 차지하며 그 비중이 계속해서 증가하고 있는 추세이다.

특히 미를 중요시하는 현대 사회에서 머리숱은 외형적으로 많은 영향을 끼치게 된다. 일반적으로 탈모가 발생하면 자신감이 낮아지고, 연령에 비해 나이가 많아 보이는 등 스트레스의 원인이 될 수 있다. 따라서, 탈모의 단계에 따라 두피 관리, 탈모용 샴푸의 사용, 약물치료, 자가 모발 이식 등 다양한 종류의 탈모 관리법이 제안되고 있다.

자가 모발 이식은 탈모 유전자가 없는 머리 뒷부분에서 모낭을 채취하여 탈모 부위에 이식한다. 그러므로, 자가 이식한 모발은 영구적으로 탈모가 되지 않고, 단기간 내에 육안으로 확연한 효과를 보여준다. 최근 들어서는 외형적으로 젊어 보이고 자신감을 상승시키기 위해 또는 이마의 헤어 라인을 정리하는 미용의 용도로 젊은 층의 모발 이식 수술도 증가하고 있다.

자가 모발 이식은 환자 자신의 두피의 일정 부분을 떼어내는 절개식 모발 이식 방법과, 모낭만을 일일이 뽑아내는 비절개식 모발 이식 방법으로 나눌 수 있다.

절개식 모발 이식 방법은 환자의 뒷머리에서 두피의 일정 부분을 절개하여 떼어낸 후 탈모환자에게 이식하는 방법으로서, 종래에는 여러 명의 모낭 분리사가 수작업을 통해 일일이 모낭을 분리하므로 시간이 오래 걸리고 작업자의 숙련도에 따라 모낭을 분리하는 속도에 큰 차이를 보인다. 뿐만 아니라, 모낭이 불규칙하게 분리되며, 동일한 작업자라 할지라도 당일의 컨디션에 따라 모낭 분리의 질이 달라지고, 수술 시간이 길어져 환자가 불편함을 느끼고 모낭 분리사의 인건비로 인해 환자의 수술비가 증가하는 등의 문제점이 있다.

비절개식 모발 이식 방법은 모낭을 뽑아낸 후 두피에 이식이 용이하도록 뽑아낸 모낭의 결합조직을 절단해서 손질해야 하므로 의사와 환자의 피로도가 가중되고, 의사의 피로 누적으로 인해 집중력이 저하됨에 따라 모낭 채취 시 건강한 모낭의 절단과 같은 손상을 초래하여 생착률이 저하하는 등의 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 특허문헌 1은 모낭 분리사 없이도 절개식 모발 이식 또는 비절개식 모발 이식이 가능한 자동 모낭 분리 장치를 개시하고 있다.

절개식 또는 비절개식 모발 이식시에 절개한 두피를 모낭 단위로 분리한 후, 분리한 모낭 단위의 모발 개수에 따라 싱글 모낭 또는 더블 모낭 등으로 분리하는 경우가 있다. 종래의 경우, 이러한 작업은 모낭 분리사가 모발을 육안으로 확인하면서 모낭을 절단하는데, 모낭 부분이 투명하지 않으므로 모발을 식별하는데 어려움이 있어서 절단 시에 모낭이 손상되는 경우가 있다.

특허문헌 1: 한국등록특허 제10-1800365호

본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 하나의 기술적 과제는, 절개식 모발 이식 또는 비절개식 모발 이식시에 분리된 모낭 단위의 모발 개수에 따라 싱글 모낭 또는 더블 모낭 등으로 절단할 때, 모발과 모발 사이를 명확하게 식별 가능한 모발 식별 장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 하나의 기술적 과제는, 절개식 모발 이식 시에 탈모환자의 두피의 일정 부분을 절개하여 떼어낸 피부조직에서 모낭을 분리하여 각각의 모낭에 포함된 모발의 개수에 따라 모낭을 분류하거나 비절개식 모발 이식 시에 탈모환자로부터 직접 낱개로 뽑아낸 각각의 모낭에 포함된 모발의 개수에 따라 모낭을 분류할 때, 작업자의 숙련도 및 피로도에 관계없이 건강한 모낭의 손실을 최소화하고, 각각의 분리된 모낭에 형성된 모발의 개수에 따라 자동으로 선별하여 수술 시간을 단축함으로써 의사와 환자의 체력적인 부담을 덜어주고, 모낭을 빠른 속도로 분리하여 모낭이 건조되지 않은 상태로 신속하게 전달되어 이식모의 생착률을 높일 수 있는 모발 식별 장치를 구비하는 자동 모낭 분리 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결 과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 의하면, 절개식 모발 이식 시에 탈모환자로부터 절개한 두피로부터 모낭 단위로 분리한 각각의 모낭 또는 비절개식 모발 이식 시에 탈모환자로부터 직접 낱개로 뽑아낸 각각의 모낭에 대해 모발과 모낭 이미지를 촬영하여 획득하는 이미지 획득부, 상기 이미지 획득부가 획득한 상기 모발과 모낭 이미지에 포함된 모발 및 모낭의 윤곽선을 추출하는 영상 처리부, 상기 영상 처리부가 추출한 상기 모발 및 모낭의 윤곽선을 토대로 상기 모낭 내 모발의 개수를 판별하는 모발 개수 판별부, 및 상기 모발 개수 판별부가 판별한 상기 모낭 내 모발의 개수를 출력하는 제어부를 구비하는, 모발 식별 장치를 제공한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 영상 처리부는, 상기 이미지 획득부가 획득한 상기 모발과 모낭의 이미지를 그레이 이미지로 변환하고, 상기 변환된 그레이 이미지 속에 포함된 잡음 신호를 제거하고, 윤곽선 검출 프로세스(Contour Detection Process) 또는 에지 검출 프로세스(Edge Detection Process)를 수행하여 이미지에 포함된 상기 모발과 모낭의 윤곽선을 추출하고, 이를 토대로 상기 모발과 모낭의 이미지를 흑색(화소값 0)으로 처리하고, 상기 모발과 모낭의 이미지를 제외한 배경색을 백색(화소값 255)으로 처리한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 모발 개수 판별부는, 상기 영상 처리부에서 이미지 프로세싱을 통해 얻어진 모발과 모낭 이미지에서 모낭에서 각각의 모발의 위치 및 모발 사이의 거리를 계산한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 모발 개수 판별부는, 상기 윤곽선이 추출된 이미지를 관심 영역으로 설정하고, 상기 관심 영역을 공간 분할하여 픽셀 좌표를 구성하고, 상기 관심 영역의 흑색 픽셀들에 수평 방향으로 수평 가상선을 형성하고, 상기 수평 가상선 상에 포함되는 흑색 픽셀들을 특징점으로 설정하며, 상기 설정된 특징점의 픽셀 좌표 간의 거리를 계산하여 모발 사이의 거리와 위치를 산출한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 모발 개수 판별부는, 상기 수평 가상선 상에서 상기 특징점의 픽셀 좌표 간의 중간 지점인 중심점을 계산하여 상기 중심점의 픽셀 좌표를 블레이드가 하강할 절단 위치로 설정한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 모발 개수 판별부는, 각각의 모발을 나타내는 윤곽선의 여러 위치에서 흑색 픽셀들에 수평 방향으로 수평 가상선을 복수개 형성하고, 상기 각각의 수평 가상선 상에 포함되는 흑색 픽셀들을 특징점으로 복수개 설정하고, 상기 모발의 여러 위치에서 상기 설정된 특징점의 픽셀 좌표 간의 거리 정보를 계산하여 모발 사이의 거리 정보를 파악한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 모발 개수 판별부는, 상기 각각의 모발 사이의 거리 정보를 비교하여 상기 관심 영역의 일측에서 타측 방향으로 갈수록 거리 값이 감소하는지 여부를 판단하고, 거리 값이 점차 감소하는 경우, 해당 거리 정보 중에서 최소 거리 정보를 계산하고, 상기 계산된 최소 거리 정보가 기설정된 기준 최소 거리 값의 오차 범위에 속하는지 판단하며, 상기 최소 거리 정보가 오차 범위에 속하는 경우, 하나의 모낭 내의 모발이 복수개 있는 모낭으로 판별한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 모발 개수 판별부는, 상기 각각의 모발 사이의 거리 정보를 비교하여 상기 관심 영역의 일측에서 타측 방향으로 갈수록 거리 값이 감소하는지 여부를 판단하고, 해당 거리 정보 중에서 최소 거리 정보를 계산하고, 상기 계산된 최소 거리 정보가 기설정된 기준 최소 거리 값의 오차 범위에 속하는지 판단하며, 상기 거리 값이 감소하지 않거나, 거리 값이 감소하여 상기 최소 거리 정보가 상기 오차 범위에 속하다가 다시 증가하거나, 상기 최소 거리 정보가 기설정된 오차 범위에 속하지 않는다고 판단하는 경우, 헝클어진 모발, 교차된 복수의 모발로 모발 분리가 부적합한 모낭으로 분류한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 모발 개수 판별부에서 분류된 모발의 위치 좌표, 모발 사이의 거리 정보, 블레이드가 하강할 절단 위치인 중심점의 픽셀 좌표를 2차원 또는 3차원 이미지에 포함하여 디스플레이부에 출력한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 의하면, 상기 모발 식별 장치를 구비하는 자동 모낭 분리 장치를 제공한다.

본 명세서에서 각각의 실시예는 독립적으로 기재되어 있으나 각각의 실시예는 상호 조합이 가능하며 조합된 실시예도 본 발명의 권리 범위에 포함된다. 예를 들어, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 건축물 프레임 구조와 다른 하나의 실시예에 따른 진동 및 충격 완화 구조는 상호 결합되어 건축물 내진 구조로 또 다른 실시예를 구성할 수 있으며 이와 같이 구성된 실시예도 본 발명의 권리 범위에 포함된다.

상술한 요약은 단지 설명을 위한 것이며 어떠한 방식으로도 제한을 의도하는 것은 아니다. 상술한 설명적 양태, 실시예 및 특징에 덧붙여 추가의 양태, 실시예 및 특징이 도면 및 아래의 상세한 설명을 참조함으로써 명백해질 것이다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따르면, 절개식 모발 이식 또는 비절개식 모발 이식시에 분리된 모낭 단위의 모발 개수에 따라 싱글 모낭 또는 더블 모낭 등으로 절단할 때, 모발과 모발 사이를 명확하게 식별 가능한 모발 식별 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따르면, 절개식 모발 이식 시에 탈모환자의 두피의 일정 부분을 절개하여 떼어낸 피부조직에서 모낭을 분리하여 각각의 모낭에 포함된 모발의 개수에 따라 모낭을 분류하거나 비절개식 모발 이식 시에 탈모환자로부터 직접 낱개로 뽑아낸 각각의 모낭에 포함된 모발의 개수에 따라 모낭을 분류할 때, 작업자의 숙련도 및 피로도에 관계없이 건강한 모낭의 손실을 최소화하고, 각각의 분리된 모낭에 형성된 모발의 개수에 따라 자동으로 선별하여 수술 시간을 단축함으로써 의사와 환자의 체력적인 부담을 덜어주고, 모낭을 빠른 속도로 분리하여 모낭이 건조되지 않은 상태로 신속하게 전달되어 이식모의 생착률을 높일 수 있는 모발 식별 장치를 구비하는 자동 모낭 분리 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 자동 모낭 분리 장치의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 모낭 분리 장치부의 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 모발 식별 장치의 기능 블록도이다.
도 4는 모낭 분리사가 모낭을 수작업으로 블레이드를 이용해서 자르는 모습을 나타낸 개념도이다.
도 5는 모발이 두개인 더블 모낭의 모발 개수 식별 과정을 나타낸 개념도이다.
도 6은 모발이 세 개인 트리플 모낭의 모발 개수 식별 과정을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 자동 모낭 분리 장치의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 두피 데이터 분석부의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 피부 경도 측정부의 사시도로, 피부 경도 측정 핀의 x축, y축 이동방향을 화살표로 나타낸 부분 확대 사시도를 함께 도시한다.
도 10은 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 제1 절단 장치부의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 핀 고정부의 사시도로, 전방 좌측 핀 지지부, 전방 우측 핀 지지부, 후방 좌측 핀 지지부, 후방 우측 핀 지지부의 x축, y축 이동방향을 화살표로 나타낸 부분 확대 사시도를 함께 도시한다.
도 12는 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 제1 절단 장치부의 사시도로, 제1 절단날 모낭 분리 제어부의 제1 절단날이 제1 절단 회전부를 통해 하강하고, 제1 절단 유압 실린더를 통해 왕복 이동되는 이동방향을 화살표로 나타낸다.
도 13은 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 자동 모낭 분리 장치에서 핀 고정부에 의해 피부조직의 전방 좌우측과, 후방 좌우측이 고정되고, 제1 절단날 모낭 분리 제어부를 통해 피부조직의 전방이 일정한 간격으로 슬라이스 형태로 절단되는 상태를 나타낸 사시도 및 부분 확대 사시도이다.
도 14는 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 제2 절단 장치부의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 자동 모낭 분리 장치에서 제1 절단날 모낭 분리 제어부를 통해 절단된 슬라이스된 결합 조직을 제2 절단날로 절단하는 상태를 나타낸 사시도 및 부분 확대 사시도이다.
도 16은 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 모낭 선별부의 사시도 및 부분 확대 사시도이다.
도 17은 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 모낭 선별 이송부를 통해 1줄의 슬라이스된 결합 조직에서 모낭 단위로 절단된 모낭을 잡는 상태를 나타낸 사시도 및 부분 확대 사시도이다.
도 18은 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 모낭 선별 이송부의 작동과정을 순차적으로 나타낸 개념도이다.
도 19는 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 모낭 선별 이송부의 모낭 선별 이송 프레임에 모낭 단위로 절단된 모낭을 잡아 올린 상태 및 모낭 단위로 절단된 모낭을 확대하여 도시한 사시도 및 부분 확대 사시도이다.
도 20은 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 모낭 선별 이송부를 통해 이동된 모낭 단위로 절단된 모낭을 모낭 선별 감지 센서가 감지하여 모낭 선별 집게부가 작동하는 상태를 확대하여 도시한 사시도 및 부분 확대 사시도이다.
도 21은 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 모낭 선별 감지 센서를 통해 감지된 제1 모낭을 모낭 선별 제1 집게가 집어 모낭 저장통의 제1 모낭 저장홈에 저장하는 상태를 나타낸 사시도 및 부분 확대 사시도이다.
도 22는 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 모낭 선별 감지 센서, 모낭 선별 집게부, 및 모낭 저장통의 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

본 명세서에서 피부조직이란 환자의 탈모유전자가 없는 뒷머리에서 일정 부분을 절개하여 떼어낸 조직을 의미한다.

본 명세서에서 결합 조직이란 피부조직에서 모낭 단위를 감싸며 지지하는 조직을 의미한다.

도 1은 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 자동 모낭 분리 장치(1)의 기능 블록도이고, 도 2는 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 모낭 분리 장치부의 기능 블록도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 자동 모낭 분리 장치(1)는 모낭 분리 장치부(10)와 모낭 분리 제어부(20)로 구성된다.

모낭 분리 장치부(10)는 탈모환자로부터 절개한 두피를 스캐닝하여 스캐닝한 이미지의 각종 정보 및 수치를 수집하고, 결합 조직으로부터 모낭 단위가 손상되지 않도록 분리한 후, 각각의 분리된 모낭 단위에 형성된 모발의 개수에 따라 모낭을 선별하여 저장한다.

모낭 분리 장치부(10)는 도 2에 도시한 바와 같이, 절개식 모낭 분리 장치부(100), 비절개식 모낭 분리 장치부(200), 및 모발 식별 장치(300)로 구성된다.

절개식 모낭 분리 장치부(100)는 탈모환자로부터(예를 들어, 뒷머리에서) 절개한 두피를 스캐닝하여 피부조직에 형성된 결합 조직에서 모낭 단위를 각각 분리하고, 모낭 단위에 포함된 모발의 개수에 따라 모낭을 선별하는 것이다.

비절개식 모낭분리장치부(200)는 탈모환자로부터(예를 들어, 뒷머리에서) 직접 낱개로 뽑아낸 모낭 단위의 측면 부분에 붙어있는 결합 조직을 모낭 단위로 각각 절단하여 분리하고, 모낭 단위에 포함된 모발의 개수에 따라 개별적으로 선별하는 것이다.

모발 식별 장치(300)는, 예를 들어 절개식 모낭 분리 장치부(100) 또는 비절개식 모낭 분리 장치부(200)에서 마지막 공정으로 모낭 내 모발을 식별하는데 사용된다.

도 3은 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 모발 식별 장치의 내부 구성을 나타낸 기능 블록도이고, 도 4는 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 모낭 분리사가 모낭을 수작업으로 블레이드를 이용해서 자르는 모습을 나타낸 개념도이고, 도 5는 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 모낭 내의 모발이 2개인 더블 모낭의 모발 개수 식별 과정을 나타낸 개념도고, 도 6은 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 모낭 내의 모발이 3개인 트리플 모낭의 모발 개수 식별 과정을 나타낸 개념도다.

도 3에 도시된 바와 같이, 모발 식별 장치(300)는 이미지 취득부(310), 영상 처리부(320), 모발 개수 판별부(330), 제어부(340), 및 디스플레이부(350)를 포함한다.

모발 식별 장치(300)는 각각의 모낭에 대해 모낭 분리판 상에서 모낭 주변의 피부조직을 제거하여 얻어진 모낭 내의 모발 개수를 식별한다.

다시 말해, 모발 식별 장치(300)는 하나의 모낭 내의 모발이 1개인 싱글 모낭, 모낭 내의 모발이 2개인 더블 모낭, 모낭 내의 모발이 3개인 트리플 모낭, 모낭 내의 모발이 4개인 쿼드 모낭 등으로 분류한다.

이미지 획득부(310)는 레이저 광센서를 이용하여 모발을 초점면 상에 배치하고, 모발을 통과하거나 반사되는 빛을 통하여 모발의 영상을 촬영한다.

이미지 획득부(310)는 모발(22)에서 모낭(24)까지를 광센서 어레이에 의해 촬영하여 모발(22)과 모낭(24)의 이미지를 획득한다.

이미지 획득부(310)는 레이저를 광원으로 하여 포인트 소스에서 나오는 광을 사용하여 모발(22)의 초점과 검출 핀홀의 초점을 일치시켜 초점면 이외의 부분이 영상에서 나타나지 않게 하여 모발 부위를 측정한다. 이미지 획득부(310)는 공초점 레이저 주사 현미경을 사용할 수 있다.

본 발명의 이미지 획득부(310)는 레이저 광원을 채택하였지만 이에 한정하지 않으며, 모발과 모낭을 이미지로 획득할 수 있는 초음파 센서 어레이, 적외선 센서 어레이 등 다양한 촬영수단을 포함할 수 있다.

이미지 획득부(310)는 공초점 레이저 주사 현미경을 이용하여 모발 한 가닥에서의 미세한 반사광 변화도 측정할 수 있고, 모발(22)부터 모낭(24)까지 단층으로 스캐닝하여 내부 구조를 시각화 할 수 있다. 2차원 영상은 컴퓨터 소프트웨어 프로그램을 통하여 3차원 입체 영상으로 재구축할 수 있다.

이미지 획득부(310)는 모낭을 향해 소정의 파장을 갖는 광을 조사하는 광조사부와, 상기 광조사부로부터 조사된 광이 상기 모낭으로부터 반사된 반사광을 수광하여 수광한 광신호를 전기 신호로 변환하여 출력하는 수광부를 포함한다.

광조사부는 복수의 발광소자가 일렬로 배열된 발광 소자 어레이와 상기 각각의 발광 소자 어레이에 각각 대응하는 복수의 수광 소자 어레이를 포함할 수 있다.

영상 처리부(320)는 획득한 모발(22)과 모낭(24)의 이미지를 그레이 이미지로 변환하고, 변환된 그레이 이미지 속에 포함된 잡음 신호를 제거하고, 잡음이 제거된 이미지를 샤프닝 필터(Sharpening Filter)에 통과시켜 획득된 이미지에 포함된 모발(22)과 모낭(24)의 이미지의 테두리를 부각시킨다.

영상 처리부(320)는 모발(22)과 모낭(24)의 이미지의 테두리를 부각한 후, 윤곽선 검출 프로세스(Contour Detection Process) 또는 에지 검출 프로세스(Edge Detection Process)를 수행하여 모발(22)과 모낭(24)의 이미지의 윤곽선을 추출한다.

영상 처리부(320)는 모발(22)과 모낭(24)의 이미지를 흑색(화소값 0)으로 처리하고, 모발(22)과 모낭(24)의 이미지를 제외한 배경색을 백색(화소값 255)으로 처리한다.

모발 개수 판별부(330)는 영상 처리부(320)에서 이미지 프로세싱을 통해 얻어진 모발과 모낭 이미지에서 모낭에서 각각의 모발의 위치 및 모발 사이의 거리를 계산할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 모발 개수 판별부(330)는 모낭 내의 모발이 2개인 더블 모낭의 모발 개수 식별 과정을 설명한다.

모발 개수 판별부(330)는 윤곽선이 추출된 이미지를 관심 영역(30)으로 설정하고, 관심 영역(30)을 공간 분할하여 픽셀 좌표를 구성한다.

모발 개수 판별부(330)는 관심 영역(30)의 흑색 픽셀들에 수평 방향으로 수평 가상선을 형성하고, 수평 가상선 상에 포함되는 흑색 픽셀들을 특징점으로 설정한다.

모발 개수 판별부(330)는 설정된 특징점의 픽셀 좌표 간의 거리를 계산함으로써 모발과 모발 사이의 폭을 알 수 있다. 폭은 모발과 모발 사이의 수평 방향의 가로지르는 거리를 나타낸다.

모발 개수 판별부(330)는 각각의 모발(22)을 나타내는 윤곽선의 여러 위치에서 흑색 픽셀들에 수평 방향으로 수평 가상선(33a, 33b, 33c, 33d, 33e)을 복수개 형성하고, 각각의 수평 가상선(33a, 33b, 33c, 33d, 33e) 상에 포함되는 흑색 픽셀들을 특징점(31a과 32a, 31b과 32b, 31c와 32c, 31d와 32d, 31e와 32e)으로 복수개 설정한다.

모발 개수 판별부(330)는 설정된 특징점(31a과 32a, 31b과 32b, 31c와 32c, 31d와 32d, 31e와 32e)의 픽셀 좌표 간의 거리 정보를 모발(22)의 여러 위치에서 모발 사이의 거리 정보를 계산할 수 있다.

모발 개수 판별부(330)는 2개의 모발 사이의 거리 정보를 비교하여 관심 영역(30)의 일측에서 타측 방향으로 갈수록 거리 값이 감소하는지 여부를 판단하고, 거리 값이 점차 감소하는 경우, 해당 거리 정보 중에서 최소 거리 정보를 계산한다.

모발 개수 판별부(330)는 계산된 최소 거리 정보가 기설정된 기준 최소 거리 값의 오차 범위에 속하는지 판단하고, 최소 거리 정보가 오차 범위에 속하는 경우, 모발이 'V' 형태로 형성되므로 하나의 모낭 내의 모발이 2개인 더블 모낭으로 판별한다. 최소 거리 정보를 기설정된 기준 최소 거리의 오차 범위에 속하는지 판단하는 이유는 2개의 모발이 일측 끝단에서 모낭 쪽으로 갈수록 점차 폭이 좁아지다가 모낭에서 하나로 만나게 되므로 2개의 모발의 사이의 거리가 점차 작아지는 것을 파악하기 위함이다.

모발 개수 판별부(330)는 하나의 모낭 단위에서 2개의 모발이 식별되는 경우, 2개의 모발 사이의 거리 정보 중에서 최대값을 가진 수평 가상선(33a)를 추출하고, 상기 추출한 수평 가상선(33a) 상에서 중간 지점인 중심점(34)을 계산하여 중심점(34)의 픽셀 좌표를 블레이드가 하강할 절단 위치로 설정한다.

모발 개수 판별부(330)는 2개의 모발 사이의 거리 정보를 비교하여 관심 영역(30)의 일측에서 타측 방향으로 갈수록 거리 값이 감소하는지 여부를 판단하고, 거리 값이 점차 감소하지 않거나, 거리 값이 감소하여 최소 거리 정보가 오차 범위에 속하다가 다시 증가하거나, 최소 거리 정보가 기설정된 기준 최소 거리 값의 오차 범위에 속하지 않는다고 판단하는 경우, 헝클어진 모발, 교차된 복수의 모발, 모발 끊김 등 다양한 원인으로 모발 분리가 부적합한 모낭으로 분류한다.

제어부(340)는 모발 분리가 부적합한 모낭, 모발 개수 판별부(330)에서 분류된 모발의 위치 좌표, 모발 사이의 거리 정보, 블레이드가 하강할 절단 위치인 중심점(34)의 픽셀 좌표를 2차원 또는 3차원 이미지에 포함하여 디스플레이부(350)에 출력한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 모발 개수 판별부(330)는 모낭 내의 모발이 3개인 드리블 모낭의 모발 개수 식별 과정을 설명한다.

모발 개수 판별부(330)는 영상 처리부(320)를 통해 윤곽선과 형상이 추출된 이미지를 관심 영역(40)으로 설정하고, 관심 영역(40)을 공간 분할하여 픽셀 좌표를 구성한다.

모발 개수 판별부(330)는 관심 영역(40)의 흑색 픽셀들에 수평 방향으로 수평 가상선을 형성하고, 수평 가상선 상에 포함되는 흑색 픽셀들을 특징점으로 설정하는데, 하나의 수평 가상선에 3개의 특징점들이 형성된다.

모발 개수 판별부(330)는 각각의 모발(22)을 나타내는 윤곽선의 여러 위치에서 흑색 픽셀들에 수평 방향으로 수평 가상선을 복수개 형성하고, 각각의 수평 가상선 상에 포함되는 흑색 픽셀들을 특징점(41a, 41b, 41c와, 42a, 42b, 42c와, 43a, 43b, 43c와, 44a, 44b, 44c)으로 복수개 설정한다.

모발 개수 판별부(330)는 설정된 특징점의 픽셀 좌표 간의 거리 정보를 모발(22)의 여러 위치에서 모발 사이의 거리 정보를 계산할 수 있다.

모발 개수 판별부(330)는 하나의 수평 가상선 상에 3개의 특징점이 형성되는 경우, 특징점(41a, 41b)의 픽셀 좌표 간의 제1 거리 정보와, 특징점(42a, 42b)의 픽셀 좌표 간의 제1 거리 정보, 특징점(43a, 43b)의 픽셀 좌표 간의 제1 거리 정보, 특징점(44a, 44b)의 픽셀 좌표 간의 제1 거리 정보를 계산하며, 특징점(41b, 41c)의 픽셀 좌표 간의 제2 거리 정보, 특징점(42b, 42c)의 픽셀 좌표 간의 제2 거리 정보, 특징점(43b, 43c)의 픽셀 좌표 간의 제2 거리 정보, 특징점(44b, 44c)의 픽셀 좌표 간의 제2 거리 정보를 계산한다.

모발 개수 판별부(330)는 복수의 제1 거리 정보를 비교하여 관심 영역(40)의 일측에서 타측 방향으로 갈수록 거리 값이 감소하는지 여부를 판단하고, 거리 값이 점차 감소하는 경우, 해당 거리 정보 중에서 제1 최소 거리 정보를 계산한다.

모발 개수 판별부(330)는 복수의 제2 거리 정보를 비교하여 관심 영역(40)의 일측에서 타측 방향으로 갈수록 거리 값이 감소하는지 여부를 판단하고, 거리 값이 점차 감소하는 경우, 해당 거리 정보 중에서 제2 최소 거리 정보를 계산한다.

모발 개수 판별부(330)는 계산된 제1 최소 거리 정보와 제2 최소 거리 정보가 기설정된 기준 최소 거리 값의 오차 범위에 속하는지 판단하고, 제1 최소 거리 정보와 제2 최소 거리 정보가 오차 범위에 각각 속하는 경우, 모발이 'W' 형태로 형성되므로 하나의 모낭 내의 모발이 3개인 트리플 모낭으로 판별한다.

모발 개수 판별부(330)는 하나의 모낭 단위에서 3개의 모발이 식별되는 경우, 특징점(41a, 41b)의 픽셀 좌표 간의 거리 정보의 중간 지점인 중심점(45)을 계산하여 중심점(45)의 픽셀 좌표를 블레이드가 하강할 절단 위치로 설정하고, 특징점(42a, 42b)의 픽셀 좌표 간의 거리 정보의 중간 지점인 중심점(46)을 계산하여 중심점(46)의 픽셀 좌표를 블레이드가 하강할 절단 위치로 설정한다.

제어부(340)는 모발 개수 판별부(330)로부터 절단 위치인 중심점(45)의 제1 픽셀 좌표와 중심점(46)의 제2 픽셀 좌표를 수신하고, 입력부(미도시)를 통해 싱글 모낭과 더블 모낭을 형성하는 제어 명령을 수신하면, 제1 픽셀 좌표 또는 제2 픽셀 좌표의 하나의 픽셀 좌표를 절단 장치(미도시)의 제어모듈로 전송한다.

두 개의 픽셀 좌표 중 하나의 픽셀 좌표로 블레이드가 하강하여 모발이 2개인 더블 모낭과 모발이 1개인 싱글 모낭으로 나누어진다.

제어부(340)는 모발 개수 판별부(330)로부터 절단 위치인 중심점(45)의 제1 픽셀 좌표와 중심점(46)의 제2 픽셀 좌표를 수신하고, 입력부(미도시)를 통해 3개의 싱글 모낭을 형성하는 제어 명령을 수신하면, 제1 픽셀 좌표와 제2 픽셀 좌표를 절단 장치(미도시)의 제어모듈로 전송한다.

두 개의 픽셀 좌표로 블레이드가 각각 하강하여 모발이 1개인 싱글 모낭이 3개가 형성된다.

도 7에 도시한 바와 같이, 절개식 모낭 분리 장치부(100)는 모낭 단위를 이송하는 이송부로 기능을 수행하는 컨베이어 벨트부(110), 두피 데이터 분석부(120), 제1 절단 장치부(130), 제2 절단 장치부(140), 및 모낭 선별부(150)로 구성된다.

컨베이어 벨트부(110)는 전방 끝단에서 후방 끝단까지 수평 길이 방향으로 형성된 컨베이어 벨트 형상으로 구동 모터의 회전에 의해 직선 단일 방향으로 회전하여 모낭 분리 제어부(20)의 제어에 따라 상부에 위치한 모낭 단위가 포함된 결합 조직을 이동시킨다.

컨베이어 벨트부(110)에는 벨트 레일의 좌우측 둘레 끝단이 돌출된 걸림턱이 형성되어 중앙 둘레를 따라 항균 절단판(111, 도 18 참조)이 끼워져 결합된다.

항균 절단판(111)은 모낭이 포함된 피부조직을 직접적으로 지지하고, 컨베이어 벨트부(110)의 회전에 따라 피부조직을 이동시킨다.

항균 절단판(111)은 도 18에 도시한 바와 같이 전진 방향 상측으로 경사진 톱니 형상 패턴이 반복적으로 형성된 벨트로 멸균 처리가 이루어지고, 항균성 및 내식성을 가지며 탄성을 갖는 재질로 구성된다(예를 들어, 실리콘).

항균 절단판(111)은 환자에게서 떼어낸 결합 조직이 직접 접촉되는 면으로 세균에 노출되어 감염되는 것을 차단하여 모낭의 오염 및 손상을 방지한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에서, 항균 절단판(111)은 위생적인 문제를 고려하여 모낭 분리가 완료되면 폐기하는 일회용 소모품으로 구성된다.

두피 데이터 분석부(120)는 절개된 피부조직을 스캐닝하여 두피 내에 형성된 모발의 평균 밀도를 측정하고, 피부조직의 경도를 측정하며 데이터화 하여 정보를 수집한다.

두피 데이터 분석부(120)는 도 12에 도시한 바와 같이 스캐닝부(121), 모니터부(122), 및 피부 경도 측정부(123)로 구성된다.

스캐닝부(121)는 컨베이어 벨트부의 상단 일측에 수직방향으로 위치하고, 수직방향으로 형성된 스캐닝 안내 레일을 따라 상승 및 하강하며 절개된 피부조직을 전체적으로 스캔하여 모낭 분포를 파악하며 모낭 사이의 간격을 측정하여 피부조직 내의 모발의 평균 밀도를 측정한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에서, 스캐닝부(121)는 절개된 피부조직의 크기 및 길이에 따라 수직방향으로 상승 및 하강하며 초점 거리를 조절하여 전체적인 피부조직을 스캐닝하고, 스캔하고자 하는 부분의 줌인/아웃(zoom in/out)이 가능하여 부분적으로 확대 및 축소된 화면을 모니터부(122)에 제공한다.

모니터부(122)는 스캐닝부(121)에서 스캔한 화면을 확대 표시하고, 피부 경도 측정부(123)에서 측정된 정보를 화면에 출력한다.

즉, 모니터부(122)는 절개된 피부조직의 전체적인 상태를 의사가 육안으로 확인할 수 있도록 하고, 피부 경도 측정부(123)에서 측정된 피부 경도의 정보를 제공한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에서, 피부 경도 측정부(123)는 컨베이어 벨트부의 좌측면 일측에 지지되어 위치하고, 컨베이어 벨트부의 상단 방향으로 피부 경도 측정 핀이 x축과 y축 방향으로 이동하고, 하단 방향으로 피부조직 감지 센서에 최초로 피부조직이 감지되면 수직방향으로 하강하여 하단 끝단에 위치한 피부 경도 측정 핀이 두피 조직에 관통되는 힘의 세기를 측정한다.

도 9에 도시한 바와 같이, 피부 경도 측정부(123)는 경도 측정 지지대(123a), x축 이동 막대(123b), 및 y축 이동부(123c)로 구성된다.

경도 측정 지지대(123a)는 컨베이어 벨트부(110)의 좌측면 일측에 컨베이어의 진행 방향으로 직립되어 형성된 직사각형의 판 형상으로, 상단 내측 방향에 컨베이어 진행 방향인 x축 방향으로 이동 가능한 x축 안내 레일(123a-1)이 형성된다. 이를 통해 x축 안내 레일(123a-1)의 범위 내에서 x축 이동 막대(123b)를 x축 방향으로 왕복 이동시킨다.

x축 이동 막대(123b)는 컨베이어 진행 방향의 직각으로 형성된 일자형 바 (bar) 형상으로 x축 안내 레일(123a-1)에 결합되어 컨베이어 진행 방향인 x축 방향으로 이동하고, 하단면에 y축 방향으로 이동 가능한 y축 안내 레일(123b-1)이 형성된다. 이를 통해 y축 안내 레일(123b-1)의 범위 내에서 y축 이동부(123c)를 y축 방향으로 왕복 이동시킨다.

y축 이동부(123c)는 y축 안내 레일(123b-1)에 삽입되어 y축 방향으로 이동하고 수직 하단 방향으로 상승 및 하강하는 유압 실린더(123c-1)가 형성되고, 유압 실린더(123c-1)의 하단 일측에 피부조직 감지 센서(123c-2)가 형성되며, 유압 실린더(123c-1)의 하단 끝단에 피부 경도 측정 핀(123c-3)이 형성되어 이루어진다.

피부조직 감지 센서(123c-2)는 컨베이어 벨트부의 전방에 위치하여 후방으로 이동되는 피부조직이 최초로 감지되면, 감지 정보를 모낭 분리 제어부(20)에 전달하여 컨베이어 벨트부(110)의 회전을 정지시키고, 유압 실린더(123c-1)를 하강시켜 피부 경도 측정 핀(123c-3)이 피부조직을 관통할 때 관통하는 힘의 세기를 측정하여 모낭 분리 제어부(20)에 제공한다.

이때, 피부 경도 측정 핀(123c-3)은 핀 내부에 압력 센서가 형성되어 하단 핀이 피부조직을 관통할 때 가해지는 압력을 측정하고, 측정된 압력의 세기에 따라 제1 절단날 모낭 분리 제어부(134)와, 제2 절단날 모낭 분리 제어부(143)의 절단력이 설정된다.

하단 핀(123c-4)은 피부 경도 측정 핀(123c-3)의 하단에 끼움 결합식으로 착탈 가능하게 결합되어 교체 및 수리를 용이하게 한다.

제1 절단 장치부(130)는 컨베이어 벨트부의 진행 방향으로 두피 데이터 분석부(120)의 후단에 위치하여 두피 데이터에서 측정된 밀도에 따라 절단날의 이동 간격을 설정하고, 두피 조직을 슬라이스 형태로 얇게 절단한다.

도 10에 도시한 바와 같이, 제1 절단 장치부(130)는 제1 절단 스캐닝부(131), 제1 모니터부(132), 제1 핀 고정부(133), 및 제1 절단날 모낭 분리 제어부(134)로 구성된다.

제1 절단 스캐닝부(131)는 직사각형의 형상으로 컨베이어 벨트부의 상단 일측에 수직방향으로 위치하고, 수직방향으로 형성된 스캐닝 안내 레일을 따라 상승 및 하강하며 절개된 피부조직의 전방을 스캔하여 절단 위치를 확인하고, 실시간으로 피부조직이 슬라이스 형태로 절단되는 영상을 촬영한다.

제1 절단 스캐닝부(131)는 가변되는 절단 위치에 따라 수직방향으로 상승 및 하강하여 초점 거리를 조절하여 전체적인 피부조직을 스캐닝하고, 스캔하고자 하는 부분의 줌인/아웃(zoom in/out)이 가능하여 부분적으로 확대 및 축소된 화면을 제1 모니터부(132)에 제공한다.

제1 모니터부(132)는 제1 절단 스캐닝부(131)에서 스캔한 화면을 확대 표시하여, 피부조직 전방의 상태와 슬라이스 형태로 절단되는 화면 정보를 의사가 육안으로 확인할 수 있도록 제공한다.

제1 핀 고정부(133)는 컨베이어 벨트부의 좌측면 일측에 지지되어 위치하고, 제1 절단 스캐닝부에서 스캔으로 식별된 피부조직의 위치를 감지하여 전방과 후방의 좌우측에 위치한 수직 지지 핀이 x축과 y축 방향으로 이동되고, 각각의 수직 지지 핀에 결합된 피부조직 감지 센서에 피부조직이 감지되면 수직방향으로 하강하여 피부조직을 고정시킨다.

도 11에 도시한 바와 같이, 제1 핀 고정부(133)는 핀 고정 지지대(133a), 전방 핀 고정 바(133b), 및 후방 핀 고정 바(133c)로 구성된다.

핀 고정 지지대(133a)는 컨베이어 벨트부(110)의 좌측면 일측에 컨베이어의 진행 방향으로 직립되어 형성된 직사각형의 판 형상으로, 상단 내측 방향에 컨베이어 진행 방향인 x축 방향으로 이동 가능한 x축 안내 레일(133a-1)이 형성된다. 이를 통해 x축 안내 레일(133a-1)의 범위 내에서 전방 핀 고정 바(133b)와, 후방 핀 고정 바(133c)를 x축 방향으로 왕복 이동시킨다.

전방 핀 고정 바(133b)는 컨베이어 진행 방향의 직각으로 형성된 일자형 바(bar) 형상으로 x축 안내 레일(133a-1)에 결합되어 컨베이어 진행 방향인 x축 방향으로 이동되고, 하단면에 길이 방향으로 y축 안내 레일(133b-1)이 형성되며, y축 안내 레일에 전방 좌측 핀 지지부(133b-2)와 전방 우측 핀 지지부(133b-3)가 결합되어 형성된다.

전방 좌측 핀 지지부(133b-2)는 상단이 y축 안내 레일(133b-1)에 삽입되어 y축 방향으로 이동되고 수직 하단 방향으로 상승 및 하강하는 유압 실린더(133b-2a)가 형성되고, 유압 실린더(133b-2a)의 하단 일측에 피부조직 감지 센서(133b-2b)가 형성되며, 유압 실린더(133b-2a)의 하단 끝단에 전방 좌측 핀(133b-2c)이 형성되어 이루어진다.

전방 우측 핀 지지부(133b-3)는 상단이 y축 안내 레일(133b-1)에 삽입되어 y축 방향으로 이동되고 수직 하단 방향으로 상승 및 하강하는 유압 실린더(133b-3a)가 형성되고, 유압 실린더(133b-3a)의 하단 일측에 피부조직 감지 센서(133b-3b)가 형성되며, 유압 실린더(133b-3a)의 하단 끝단에 전방 우측 핀(133b-3c)이 형성되어 이루어진다.

후방 핀 고정 바(133c)는 컨베이어 진행 방향의 직각으로 형성된 일자형 바(bar) 형상으로 x축 안내 레일(133a-1)에 결합되어 컨베이어 진행 방향인 x축 방향으로 이동되고, 하단면에 길이 방향으로 y축 안내 레일(133c-1)이 형성되며, y축 안내 레일에 후방 좌측 핀 지지부(133c-2)와 후방 우측 핀 지지부(133c-3)가 결합되어 형성된다.

후방 좌측 핀 지지부(133c-2)는 상단이 y축 안내 레일(133c-1)에 삽입되어 y축 방향으로 이동되고 수직 하단 방향으로 상승 및 하강하는 유압 실린더(133c-2a)가 형성되고, 유압 실린더(133c-2a)의 하단 일측에 피부조직 감지 센서(133c-2b)가 형성되며, 유압 실린더(133c-2a)의 하단 끝단에 후방 좌측 핀(133c-2c)이 형성되어 이루어진다.

후방 우측 핀 지지부(133c-3)는 상단이 y축 안내 레일(133c-1)에 삽입되어 y축 방향으로 이동되고 수직 하단 방향으로 상승 및 하강하는 유압 실린더(133c-3a)가 형성되고, 유압 실린더(133c-3a)의 하단 일측에 피부조직 감지 센서(133c-3b)가 형성되며, 유압 실린더(133c-3a)의 하단 끝단에 후방 우측 핀(133c-3c)이 형성되어 이루어진다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에서, 전방 좌측 핀(133b-2c)과, 전방 우측 핀(133b-3c)은 제1 절단날 모낭 분리 제어부(140)의 후면에 이격을 두고 위치하여 피부조직의 전방 좌우측을 수직방향으로 관통하여 지지하고, 후방 좌측 핀(133c-2c)과 후방 우측 핀(133c-3c)은 피부조직의 후방 좌우측을 수직방향으로 관통하여 지지하여, 제1 절단날(134d-1)을 통해 피부조직의 전방 일측을 슬라이스 형태로 절단할 때 밀려나며 위치가 이동되는 것을 방지하고, 안정적인 절단이 이루어지도록 지지한다.

또한, 본 발명의 최소한 하나의 실시예에서, 전방 좌측 핀(133b-2c)은 유압 실린더(133b-2a)의 하단 끝단에. 전방 우측 핀(133b-3c)은 유압 실린더(133b-2a)의 하단 끝단에, 후방 좌측 핀(133c-2c)은 유압 실린더(133c-2a)의 하단 끝단에, 후방 우측 핀(133c-3c)은 유압 실린더(133c-3a)의 하단 끝단에 각각 나사 결합식으로 착탈 가능하게 결합되어 교체 및 수리를 용이하게 한다.

이는 절단 작업 중 핀이 손상될 경우 교체를 용이하게 하고, 환자의 결합 조직에서 모낭의 분리가 끝난 후 교체함으로써, 다음 환자의 모낭 분리 시에 청결한 위생 상태를 유지하도록 하기 위함이다.

제1 절단날 모낭 분리 제어부(134)는 컨베이어 벨트부의 우측면 일측에 지지되어 위치하고, 컨베이어 벨트부의 이동 방향의 직각으로 전방에 칼날이 고정된 유압 실린더가 형성되어 수직방향으로 일정한 속도로 회전하여 하강하고 유압 실린더에 의해 전후 방향으로 왕복 이동하며 피부조직을 슬라이스 형태로 절단한다.

도 12에 도시한 바와 같이, 제1 절단날 모낭 분리 제어부(134)는 제1 절단날 지지대(134a), 제1 절단 회전부(134b), 제1 절단 유압 실린더(134c), 및 제1 절단날 프레임(134d)으로 구성된다.

제1 절단날 지지대(134a)는 컨베이어 벨트부(110)의 우측면 일측에 컨베이어의 진행 방향으로 직립되어 형성된 직사각형의 판 형상으로, 상단 내측 방향에 컨베이어 진행 방향인 x축 방향으로 이동 가능한 x축 안내 레일(134a-1)이 형성된다. 이를 통해 x축 안내 레일(134a-1)의 범위 내에서 제1 절단 회전부(134b)를 x축 방향으로 왕복 이동시킨다.

제1 절단 회전부(134b)는 컨베이어 진행 방향의 직각으로 제1 절단 유압 실린더(134c)를 지지하며 x축 방향으로 이동시키고, 상단 중앙 일측을 기준으로 회전축이 형성되어 제1 절단 유압 실린더(134c)를 상하방향으로 회전시킨다.

제1 절단 회전부(134b)는 제1 절단날(134d-1, 도 9 참조)이 피부조직을 절단할 때 30°~-2°의 각도 범위 내에서 천천히 하강하고, 피부조직이 슬라이스 형태로 절단되면 빠른 속도로 상승하여 다음 공정을 준비한다.

제1 절단날(134d-1)은 제1 절단 회전부를 기준으로 약 30°의 각도를 유지한 상태에서 모낭 단위를 포함한 피부조직이 하단 방향에 위치하면 좌우 방향으로 왕복 이동하여 하강하고, -2°의 각도까지 하강하여 모낭 단위를 포함한 피부조직을 슬라이스 형상으로 절개하며 항균 절단판(111)의 상단 일측까지 절개한다. 이를 통해 모낭 단위를 포함한 피부조직을 슬라이스 형상으로 완전한 절개가 이루어지도록 한다.

제1 절단 유압 실린더(134c)는 제1 절단 회전부(134b)의 상단 내측 방향에 직각으로 축 결합되고 실린더의 끝단에 제1 절단날 프레임(134d)이 결합되어 실린더의 왕복 이동을 통해 제1 절단날 프레임(134d)을 왕복 이동시킨다.

제1 절단 유압 실린더(134c)는 제1 절단날 프레임(134d)을 왕복 이동시켜 탄력성 있는 피부조직을 슬라이스 형태로 안정적으로 절단할 수 있도록 한다.

제1 절단날 프레임(134d)은 제1 절단 유압 실린더(134c)의 끝단에 결합되고, 하단 방향으로 끼움식 착탈 가능하게 결합이 용이한 제1 절단날(134d-1)이 결합되고, 전방 좌우측에 피부조직 감지 센서(134d-2)가 형성되어 이루어진다.

제1 절단날 프레임(134d)은 전방 좌우측에 형성된 피부조직 감지 센서(134d-2)를 통해 하단 방향에 위치한 피부조직의 전방 부분을 감지함에 따라 제1 절단 회전부(134b)에 의해 수직방향으로 서서히 하강하고, 제1 절단 유압 실린더(134c)에 의해 왕복 이동되며 피부조직을 슬라이스 형태로 절단한다.

제2 절단 장치부(140)는 컨베이어 벨트부의 진행 방향의 좌측으로 제1 절단 장치부(130)의 후단 방향에 직립되어 형성되고, 컨베이어 벨트부의 수직방향으로 절단날이 왕복 이동되며, 제1 절단 장치부에서 슬라이스 형태로 절단된 피부조직의 각각의 모낭 단위를 스캔하여 좌우 측면 부분을 각각 절개함으로써 모낭 단위를 개별로 분리한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에서, 제2 절단 장치부(140)는 절개한 각각의 모낭 단위의 측면 부분에 붙어있는 조직을 더 제거한다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에서, 자동 모낭 분리 장치(1)는 제2 절단 장치부(140)와 모낭 선별부(150) 사이에 절개한 각각의 모낭 단위의 측면 부분에 붙어있는 조직을 제거하기 위한 제3 절단 장치부(미 도시)를 더 포함할 수 있다.

도 14에 도시한 바와 같이, 제2 절단 장치부(140)는 제2 절단 스캐닝부(141), 제2 모니터부(142), 및 제2 절단날 모낭 분리 제어부(143)로 구성된다.

제2 절단 스캐닝부(141)는 직사각형의 형상으로 컨베이어 벨트부의 상단 일측 중앙에 위치하고, 수직방향으로 형성된 스캐닝 안내 레일을 따라 상승 및 하강하여 슬라이스 형태로 절단된 결합 조직을 스캐닝하여 모낭 단위를 식별하고, 식별된 모낭 단위의 위치 및 방향 정보를 모낭 분리 제어부에 제공하고, 실시간으로 슬라이스 형상의 두피 조직이 모낭 단위 형태로 절단되는 영상을 촬영한다.

제2 절단 스캐닝부(141)는 가변되는 절단 위치에 따라 수직방향으로 상승 및 하강하며 초점 거리를 조절하여 슬라이스 형상의 결합 조직을 스캐닝하고, 스캔하고자 하는 부분의 줌인/아웃(zoom in/out)이 가능하여 부분적으로 확대 및 축소된 화면을 제2 모니터부(142)에 제공한다.

제2 모니터부(142)는 직립된 제2 절단 장치부(140)의 좌측 일측에 위치하고, 제2 절단 스캐닝부(141)에서 스캔한 화면을 확대 표시하여, 슬라이스 형태의 결합 조직의 상태와, 모낭 단위로 절단되는 화면 정보를 의사가 육안으로 확인할 수 있도록 제공한다.

제2 절단날 모낭 분리 제어부(143)는 컨베이어 벨트부의 상단을 수직방향으로 가로지르는 시계방향으로 90도 회전한 "ㄷ"자 (스테이플) 형상의 프레임으로, 프레임의 하단 방향으로 절단날이 왕복 이동하여 슬라이스 형태의 결합 조직에 포함된 모낭 단위의 좌우 측면을 일정한 이격을 두고 절단하여 모낭 단위로 개별적으로 분리한다.

도 15에 도시한 바와 같이, 제2 절단날 모낭 분리 제어부(143)는 절단날 지지대(143a), 제2 절단 회전부(143b), 제2 절단 유압 실린더(143c), 및 제2 절단날 프레임(143d)으로 구성된다.

상기 절단날 지지대(143a)는 컨베이어 벨트부의 상단을 수직방향으로 가로지르는 시계방향으로 90도 회전한 "ㄷ"자 형상의 프레임으로 하단 방향에 수직 안내 레일(143a-1)이 형성되어 제2 절단 회전부(143b)를 수직방향으로 왕복 이동시킨다.

제2 절단 회전부(143b)는 상단이 절단날 지지대(143a)의 수직 안내 레일(143a-1)에 결합되고, 수평 방향으로 회전하여 제2 절단 유압 실린더(143c) 및 제2 절단날 프레임(143d)을 회전시킨다.

제2 절단 회전부(143b)는 제2 절단 스캐닝부(141)를 통해 모낭의 위치 및 방향 정보를 1차로 전달받고, 모낭 위치 감지 센서(143d-2)를 통해 모낭의 위치 및 방향 정보를 2차로 전달받아 모낭의 측면 수직방향으로 위치를 이동한 후 모낭의 방향에 따라 수평 방향으로 회전하여 슬라이스 형태의 결합 조직에서 모낭의 좌우 측면만을 절단하기 위한 위치 및 방향을 설정한다.

이를 통해 작업자의 컨디션에 관계없이 슬라이스 형태의 결합 조직에서 모낭의 방향에 따라 좌우 측면을 손상 없이 절삭하여 분리함으로써, 모낭의 생착률을 향상시킬 수 있다.

제2 절단 유압 실린더(143c)는 제2 절단 회전부(143b)의 하단에 결합된 실린더 형상으로, 수직방향으로 하강 및 상승하며 하단 끝단에 위치한 제2 절단날 프레임을 수직방향으로 이동시킨다.

제2 절단날 프레임(143d)은 제2 절단 유압 실린더(143c)의 하단 끝단에 결합된 직사각형의 프레임 형상으로, 하단에 제2 절단날(143d-1)이 끼움 결합식으로 착탈 가능하게 결합되고, 전면 상단 중앙에 하단 방향으로 모낭의 위치 및 방향을 감지하는 모낭 위치 감지 센서(143d-2)가 형성된다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에서, 제2 절단날(143d-1)은 교체가 용이하도록 끼움 결합식으로 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 이는 절단날의 손상이나 마모로 인해 깔끔한 절단이 이루어지지 않거나 환자의 모낭 분리가 끝나면 교체함으로써, 다음 환자의 모낭 분리 시에 청결한 위생 상태를 유지하도록 하기 위함이다.

모낭 위치 감지 센서(143d-2)는 제2 절단 유압 실린더의 하강하기 전 모낭의 위치 및 방향을 2차로 감지하여 제2 절단 회전부의 위치 및 회전 각도를 2차 설정함으로써, 제2 절단날에 의해 모낭이 손상되는 것을 최소화하여 모낭의 생착률을 극대화할 수 있다.

모낭 선별부(150)는 컨베이어 벨트부의 진행 방향의 좌측으로 제2 절단 장치부(140)의 후단 방향에 직립되어 형성된 시계방향으로 90도 회전한 "ㄷ"자 형상의 프레임 하단으로 모낭 단위 형태로 절단된 각각의 모낭을 집어 올려 수직방향으로 이송하고, 분리된 모낭 단위에 형성된 모발의 개수에 따라 각각 선별하여 분류한다.

도 16에 도시한 바와 같이, 모낭 선별부(150)는 선별 이송 지지대(151), 모낭 선별 이송부(152), 모낭 선별 감지 센서(153), 모낭 선별 집게부(154), 및 모낭 저장통(155)으로 구성된다.

선별 이송 지지대(151)는 컨베이어 벨트부의 상단을 수직방향으로 가로지르는 시계방향으로 90도 회전한 "ㄷ"자 형상의 프레임으로, 하단 방향에 수직 안내 레일(151a)이 형성되어 모낭 선별 이송부(152)를 지지하며 수직방향으로 왕복 이동시킨다.

모낭 선별 이송부(152)는 상단이 선별 이송 지지대(151)의 수직 안내 레일(151a)에 결합된 원기둥 형상으로, 수직방향으로 왕복 이동되며 하단 방향으로 결합된 모낭 선별 유압 실린더(152a) 및 모낭 선별 이송 프레임(152b)을 지지한다.

모낭 선별 유압 실린더(152a)는 모낭 선별 이송부(152)의 하단에 결합된 실린더 형상으로 하단 끝단에 모낭 선별 이송 프레임(152b)이 결합되고, 하단 방향에 모낭 단위로 절단된 슬라이스 형태의 결합 조직이 위치하는지 여부에 따라 상승 및 하강하여 모낭 선별 이송 프레임(152b)의 위치를 제어한다.

모낭 선별 이송 프레임(152b)은 모낭 선별 유압 실린더(152a)의 하단에 반원 형태의 수직 회전부(152b-1)가 축 결합되고, 수직 회전부의 전방에 직사각형의 판형상의 프레임이 형성되고, 프레임의 전면 수직방향으로 컨베이어 벨트부의 폭과 동일한 길이의 모낭 하단 받침 프레임(152b-2)과, 모낭 상단 받침 프레임(152b-3)이 결합되어 이루어진다.

도 19에 도시한 바와 같이, 모낭 하단 받침 프레임(152b-2)은 받침 프레임으로 이루어지고, 전방 상단면에 길이 방향으로 모낭 지지 하단 실리콘(152b-2a)이 형성되고, 모낭 상단 받침 프레임(152b-3)은 수직방향으로 왕복 이동이 가능한 이동 형태로 이루어지고, 전방 하단면에 길이 방향으로 모낭 지지 상단 실리콘(152b-3a)이 형성된다.

도 18에 도시한 바와 같이, 컨베이어 벨트부의 항균 절단판(111)의 톱니 형상 패턴의 하단에 모낭 하단 받침 프레임(152b-2)이 위치하여 분리된 모낭의 모발이 모낭 지지 하단 실리콘(152b-2a)에 올려지면, 모낭 상단 받침 프레임(152b-3)이 수직방향으로 하강하여 모낭 지지 상단 실리콘(152b-3a)이 모낭 지지 하단 실리콘(152b-2a)과 맞물려지며 그 사이에 위치한 분리된 모낭 단위의 모발이 집어진다.

이후, 모낭 선별 유압 실린더(152a)가 상승하고, 수직 회전부(152b-1)가 회전하여, 모낭 선별 이송부(152)가 수직 안내 레일(151a)을 따라 수직방향으로 이동한다.

모낭 지지 상단 실리콘(152b-3a)과 모낭 지지 하단 실리콘(152b-2a)은 마찰력과 탄력성이 있고, 항균성을 갖는 재질로 이루어진다.

이를 통해 분리된 모낭 단위의 모발이 세균에 노출되거나 강하게 집혀서 꺾임에 의해 손상되는 것을 방지하고, 미끄러져 하단으로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

모낭 선별 감지 센서(153)는 모낭 선별 이송부의 수직방향 이동 시 집어진 모낭 단위의 높이와 일치하도록 형성되고, 전면 방향을 통과하는 각각의 분리된 모낭 단위에 형성된 모발의 개수를 감지하여 모낭 분리 제어부(20)에 전달한다.

통과하는 모낭 단위에 형성된 모발의 개수가 1개일 경우 모낭 선별 제1 집게(154a)를 이동시켜 집어내어 제1 모낭 저장홈(155a)에 수납되도록 하고, 통과하는 모낭 단위에 형성된 모발의 개수가 2개일 경우 모낭 선별 제2 집게(154b)를 이동시켜 집어내어 제2 모낭 저장홈(155b)에 수납되도록 하고, 통과하는 모낭 단위에 형성된 모발의 개수가 3개일 경우 모낭 선별 제3 집게(154c)를 이동시켜 집어내어 제3 모낭 저장홈(155c)에 수납되도록 하고, 통과하는 모낭 단위에 형성된 모발의 개수가 4개일 경우 모낭 선별 제4 집게(154d)를 이동시켜 집어내어 제4 모낭 저장홈(155d)에 수납되도록 한다.

이를 통해 모낭 단위에 형성된 모발의 개수에 따라 분류를 가능하게 하여 의사에게 제공할 수 있도록 한다.

모낭 선별 집게부(154)는 반호형 프레임 형상의 지지대의 내측에 반호형 지지대의 중심점을 기준으로 내측면에 일정한 간격으로 4개의 집게가 돌출된 형상으로, 모낭 선별 이송부(152)에 집어져 모낭 선별 감지 센서를 통과하는 모낭 단위에 형성된 모발의 개수에 따라 선별한다.

도 20 내지 도 22에 도시한 바와 같이, 모낭 선별 집게부(154)는 모낭 선별 제1 집게(154a), 모낭 선별 제2 집게(154b), 모낭 선별 제3 집게(154c), 및 모낭 선별 제4 집게(154d)로 구성된다.

모낭 선별 제1 집게(154a)는 반호형 지지대의 중심점을 기준으로 우측 방향에 형성되고, 전방의 집게면 좌우측에 실리콘 재질이 결합되어 회전에 따라 집게가 열림 및 닫힘 구조로 이루어지고, 집게의 후방으로 제1 집게 유압 실린더(154a-1)가 형성되어 전후 방향으로 왕복 이동된다.

모낭 선별 제1 집게(154a)는 모낭 선별 감지 센서(153)의 전방을 통과하는 모낭 단위에 형성된 모발의 개수가 1개일 경우 제1 집게 유압 실린더(154a-1)가 전방으로 이동되고, 반호형 지지대의 중심점에 위치한 1개의 모발로 형성된 모낭을 전방 집게가 닫혀지며 집어내어 모낭 선별 이송부로부터 분리시킨 후, 후방으로 복귀하고 전방 집게가 열려지며 하단에 위치한 제1 모낭 저장홈(155a)에 수납되도록 한다.

모낭 선별 제2 집게(154b)는 반호형 지지대의 중심점을 기준으로 모낭 선별 제1 집게의 좌측 방향에 형성되고, 전방의 집게면 좌우측에 실리콘 재질이 결합되어 회전에 따라 집게가 열림 및 닫힘 구조로 이루어지고, 집게의 후방으로 제2 집게 유압 실린더(154b-1)가 형성되어 전후 방향으로 왕복 이동된다.

모낭 선별 제2 집게(154b)는 모낭 선별 감지 센서(153)의 전방을 통과하는 모낭 단위에 형성된 모발의 개수가 2개일 경우 제2 집게 유압 실린더(154b-1)가 전방으로 이동되고, 반호형 지지대의 중심점에 위치한 2개의 모발로 형성된 모낭을 전방 집게가 닫혀지며 집어내어 모낭 선별 이송부로부터 분리시킨 후, 후방으로 복귀하고 전방 집게가 열려지며 하단에 위치한 제2 모낭 저장홈(155b)에 수납되도록 한다.

모낭 선별 제3 집게(154c)는 반호형 지지대의 중심점을 기준으로 모낭 선별 제2 집게의 좌측 방향에 형성되고, 전방의 집게면 좌우측에 실리콘 재질이 결합되어 회전에 따라 집게가 열림 및 닫힘 구조로 이루어지고, 집게의 후방으로 제3 집게 유압 실린더(154c-1)가 형성되어 전후 방향으로 왕복 이동된다.

모낭 선별 제3 집게(154c)는 모낭 선별 감지 센서(153)의 전방을 통과하는 모낭 단위에 형성된 모발의 개수가 3개일 경우 제3 집게 유압 실린더(154c-1)가 전방으로 이동되고, 반호형 지지대의 중심점에 위치한 3개의 모발로 형성된 모낭을 전방 집게가 닫혀지며 집어내어 모낭 선별 이송부로부터 분리시킨 후, 후방으로 복귀하고 전방 집게가 열려지며 하단에 위치한 제3 모낭 저장홈(155c)에 수납되도록 한다.

모낭 선별 제4 집게(154d)는 반호형 지지대의 중심점을 기준으로 모낭 선별 제3 집게의 좌측 방향에 형성되고, 전방의 집게면 좌우측에 실리콘 재질이 결합되어 회전에 따라 집게가 열림 및 닫힘 구조로 이루어지고, 집게의 후방으로 제4 집게 유압 실린더(154d-1)가 형성되어 전후 방향으로 왕복 이동된다.

모낭 선별 제4 집게(154d)는 모낭 선별 감지 센서(153)의 전방을 통과하는 모낭 단위에 형성된 모발의 개수가 4개일 경우 제4 집게 유압 실린더(154d-1)가 전방으로 이동되고, 반호형 지지대의 중심점에 위치한 4개의 모발로 형성된 모낭을 전방 집게가 닫혀지며 집어내어 모낭 선별 이송부로부터 분리시킨 후, 후방으로 복귀하고 전방 집게가 열려지며 하단에 위치한 제4 모낭 저장홈(155d)에 수납되도록 한다.

모낭 저장통(155)은 모낭 선별 집게부(154)의 내측에 형성된 반호형 프레임 형상으로, 모낭 선별 집게부 각각의 집게 하단에 저장홈이 형성되고, 집게의 사이에 일정한 간격으로 격벽이 형성되며, 각각의 저장홈의 내측 부분으로 경사면이 이루어져 형성된다.

모낭 선별 제1 집게(154a)의 하단에 내측 부분으로 경사진 제1 모낭 저장홈(155a)이 형성되고, 모낭 선별 제2 집게(154b)의 하단에 내측 부분으로 경사진 제2 모낭 저장홈(155b)이 형성되고, 모낭 선별 제3 집게(154c)의 하단에 내측 부분으로 경사진 제3 모낭 저장홈(155c)이 형성되고, 모낭 선별 제4 집게(154d)의 하단에 내측 부분으로 경사진 제4 모낭 저장홈(155d)이 형성된다.

각각의 모낭 저장홈에는 생리식염수를 적신 거즈를 깔고 그 위에 분리된 모낭을 올려놓는 것을 통해 분리된 모낭이 건조되거나 생리식염수에 불어날 경우 모낭의 생착율이 저하되는 문제점을 방지할 수 있다.

또한, 각각의 모낭 저장홈의 바닥면이 경사면으로 이루어져 모낭 선별 집게에 의해 하단으로 떨어지는 선별된 모낭이 불규칙적으로 섞이는 것을 방지하고 일정한 방향으로 떨어지도록 함으로써 별도의 선별작업 없이 의사가 사용 가능하도록 하여 수술 준비 시간을 단축시킬 수 있다.

비절개식 모낭 분리 장치부(200)는 탈모환자로부터 직접 낱개로 뽑아낸 모낭 단위의 측면 부분에 붙어있는 결합 조직을 모낭 단위로 각각 절단하여 분리하고, 모낭 단위에 포함된 모발의 개수에 따라 개별적으로 선별하는 것으로, 컨베이어 벨트부(110), 제1 절단 장치부(140), 및 모낭 선별부(150)로 이루어진다.

비절개식 모낭 분리 장치부(200)는 환자로부터 뽑아낸 모낭 및 결합 조직을 컨베이어 벨트부의 진행 방향으로 제1 절단 장치부(130)의 후단에 1열로 위치시키고, 제2 절단 장치부(140)와 모낭 선별부(150)를 통해 절개식 모낭 분리 장치부와 동일한 구동 순서로 모낭과 결합 조직을 분리시킨다.

비절개식 모낭 분리 장치부(200)는 절개식 모낭 분리 장치부(100)에서 두피 데이터 분석부(120)와 제1 절단 장치부(130)를 OFF 시킨 상태로 사용하거나, 두피 데이터 분석부(120)와 제1 절단 장치부(130)를 제거하여 모낭 분리 장치부(10)의 길이를 줄인 컴팩트한 형태로 사용할 수 있다.

두피 데이터 분석부(120)와 제1 절단 장치부(130)를 제거한 형태로 사용할 경우, 비절개식 모낭 분리 장치 기기의 전체적인 길이를 줄이고, 기기의 구성 요소가 줄어들어 기기의 제작 비용을 줄일 수 있다.

모낭 분리 제어부(20)는 스캐닝한 두피 이미지 정보 및 수치를 데이터화 하여 모니터부의 디스플레이를 통해 나타내고, 컨베이어 벨트부, 두피 데이터 분석부, 제1 절단 장치부, 제2 절단 장치부, 모낭 선별부 등 모낭 분리 장치부의 반응속도 및 이동속도와 같은 설정 값을 조절하며 구동을 제어한다.

이하, 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 자동 모낭 분리 장치에서 절개식 모낭 분리 장치부의 구체적인 동작 과정에 관해 설명한다.

먼저, 환자로부터 절개한 두피 조직을 컨베이어 벨트부의 전방 상단 중앙에 올려놓는다.

다음으로, 컨베이어 벨트부가 회전하며 두피 조직이 전진하고, 두피 데이터 분석부의 스캐닝부의 하단에 위치하면 컨베이어 벨트부의 회전이 정지한다.

이때, 피부 경도 측정부의 피부 경도 측정 핀이 x, y축으로 이동하여 위치를 잡은 후 수직방향으로 하강하며 두피 조직을 관통함에 따라 관통되는 압력을 측정하여 두피 경도를 측정한다.

다음으로, 컨베이어 벨트부가 회전하여 두피 조직을 제1 절단 스캐닝부의 하단에 위치시킨 후 회전이 정지되고, 핀 고정부의 전방 핀 고정 바와 후방 핀 고정 바가 결합 조직의 전방과 후방에 위치한 후 전방의 좌우측 핀과 후방의 좌우측 핀이 하강하여 두피 조직을 고정시킨다.

다음으로, 제1 절단날 지지대가 전방 핀 고정 바의 전방에 위치하고 제1 절단 회전부가 수직 하단 방향으로 서서히 회전하며 제1 절단 유압 실린더가 왕복 이동되며 제1 절단날을 이동시켜 피부조직의 전방 일측을 슬라이스 형태로 절단한다.

다음으로, 컨베이어 벨트부를 회전시켜 슬라이스 형태의 결합 조직을 제2 절단 스캐닝부의 하단에 위치시킨 후 회전이 정지되고, 제2 절단 스캐닝부와 모낭 위치 감지 센서를 통해 슬라이스 형태의 결합 조직에 형성된 모낭의 위치 및 방향을 감지한 후 제2 절단 회전부를 회전시켜 모낭의 측면 수직방향에 제2 절단날을 위치시킨 후 하강시켜 모낭을 손상시키지 않고 모낭의 좌우측면을 절단하여 결합 조직과 각각의 모낭을 분리시킨다.

다음으로, 컨베이어 벨트부를 회전시켜 모낭 선별 이송부의 모낭 하단 받침 프레임에 위치한 모낭 지지 하단 실리콘에 모낭의 상단에 형성된 모발을 위치시킨 후, 모낭 상단 받침 프레임을 하강시켜 모낭 지지 하단 실리콘과 모낭 지지 상단 실리콘 사이에 각각 분리된 모낭을 위치시킨 후 상승시킨다.

다음으로, 모낭 선별 이송부를 수직 안내 레일을 통해 모낭 선별 감지 센서의 전방으로 위치시켜 정지하고, 이때 모낭 선별 감지 센서에 감지된 모낭에 포함된 모발의 개수에 따라 모낭 선별 집게부를 선별적으로 작동시킨다.

이때 모낭에 포함된 모발의 개수가 1개일 경우 모낭 선별 제1 집게가 구동되어 제1 모낭 저장홈에 삽입되고, 모낭에 포함된 모발의 개수가 2개일 경우 모낭 선별 제2 집게가 구동되어 제2 모낭 저장홈에 삽입되고, 모낭에 포함된 모발의 개수가 3개일 경우 모낭 선별 제3 집게가 구동되어 제3 모낭 저장홈에 삽입되고, 모낭에 포함된 모발의 개수가 4개일 경우 모낭 선별 제4 집게가 구동되어 제4 모낭 저장홈에 삽입된다.

마지막으로, 모낭 저장통에 선별되어 삽입된 손상되지 않은 건강한 모낭을 의사에게 전달하여 모발 이식을 신속하게 실시함으로써, 환자의 두피에 심어지는 모낭의 생착율을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 최소한 하나의 실시예에 따른 자동 모낭 분리 장치에서 비절개식 모낭 분리 장치부의 구체적인 동작 과정에 관해 설명한다.

먼저, 탈모환자로부터 직접 낱개로 뽑아낸 모낭 단위가 포함된 결합 조직을 제2 절단 장치부의 전방 부분의 컨베이어 벨트부 상단 중앙에 모발이 후방을 바라보도록 1열로 배치하여 올려놓는다.

다음으로, 컨베이어 벨트부를 회전시켜 제2 절단 스캐닝부의 하단에 1열로 배치된 모낭 단위가 포함된 결합 조직이 위치하면 회전이 정지되고, 제2 절단 스캐닝부와 모낭 위치 감지 센서를 통해 모낭의 위치 및 방향을 감지한 후 제2 절단 회전부를 회전시켜 모낭의 측면 수직방향에 제2 절단날을 위치시킨 후 하강하여 모낭을 손상시키지 않고 모낭의 좌우측면을 절단하여 결합 조직과 각각의 모낭을 분리시킨다.

다음으로, 컨베이어 벨트부를 회전시켜 모낭 선별 이송부의 모낭 하단 받침 프레임에 위치한 모낭 지지 하단 실리콘에 모낭의 상단 방향으로 돌출된 모발을 위치시킨 후, 모낭 상단 받침 프레임을 하강시켜 모낭 지지 하단 실리콘과 모낭 지지 상단 실리콘 사이에 각각 분리된 모낭이 집혀지도록 위치시킨 후 상승시킨다.

다음으로, 모낭 선별 이송부를 수직 안내 레일을 통해 모낭 선별 감지 센서의 전방으로 위치시켜 정지하고, 이때 모낭 선별 감지 센서에 감지된 모낭 단위에 포함된 모발의 개수에 따라 모낭 선별 집게부를 선별적으로 작동시킨다.

이때 모낭 단위에 포함된 모발의 개수가 1개일 경우 모낭 선별 제1 집게가 구동되어 제1 모낭 저장홈에 삽입되고, 모낭 단위에 포함된 모발의 개수가 2개일 경우 모낭 선별 제2 집게가 구동되어 제2 모낭 저장홈에 삽입되고, 모낭 단위에 포함된 모발의 개수가 3개일 경우 모낭 선별 제3 집게가 구동되어 제3 모낭 저장홈에 삽입되고, 모낭 단위에 포함된 모발의 개수가 4개일 경우 모낭 선별 제4 집게가 구동되어 제4 모낭 저장홈에 삽입된다.

마지막으로, 모낭 저장통에 선별되어 삽입된 손상되지 않은 건강한 모낭을 의사에게 전달하여 모발 이식을 신속하게 실시함으로써, 환자의 두피에 심어지는 모낭의 생착율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에서, 피부조직 감지 센서, 모낭 위치 감지 센서, 모낭 선별 감지 센서 등의 각종 센서는 광 센서, 초음파 센서 등의 센서 중에서 적절한 형태의 센서를 선택하여 사용할 수 있으며, 어느 특정한 센서에 한정되지 않는다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에서는 제1 절단날, 제2 절단날 등의 절단날에 블레이드 형태의 칼날을 사용하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 필요에 따라 워터젯이나 레이저 등을 사용해서 피부조직을 절단할 수도 있다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에서는 피부조직의 이송 수단으로 컨베이어 벨트를 사용하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 피부조직을 올려놓기 위한 시료판과 랙앤피니언 장치를 사용하여 구동 모터의 회전 운동을 선형 운동으로 변환함으로써 시료판을 전후 방향으로 이동시킬 수도 있다.

본 발명의 최소한 하나의 실시예에서는 컨베이어 벨트 상의 피부조직을 고정시키기 위한 핀 고정부에 유압 실린더를 사용하여 핀을 상하로 이동시키고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 필요에 따라 피에조 장치 또는 솔레노이드 장치를 사용해서 핀을 상하로 이동시킬 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 최소한 하나의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 자동 모낭 분리 장치 10: 모낭 분리 장치부
20: 모낭 분리 제어부 100: 절개식 모낭 분리 장치부
110: 컨베이어 벨트부 111: 항균 절단판
120: 두피 데이터 분석부 130: 제1 절단 장치부
140: 제2 절단 장치부 150: 모낭 선별부
200: 비절개식 모낭 분리 장치부 300: 모발 식별 장치

Claims (10)

1. 절개식 모발 이식 시에 탈모환자로부터 절개한 두피로부터 모낭 단위로 분리한 각각의 모낭 또는 비절개식 모발 이식 시에 탈모환자로부터 직접 낱개로 뽑아낸 각각의 모낭에 대해 모발과 모낭 이미지를 촬영하여 획득하는 이미지 획득부;
   상기 이미지 획득부가 획득한 상기 모발과 모낭 이미지에 포함된 모발 및 모낭의 윤곽선을 추출하는 영상 처리부;
   상기 영상 처리부가 추출한 상기 모발 및 모낭의 윤곽선을 토대로 상기 모낭 내 모발의 개수를 판별하는 모발 개수 판별부; 및
   상기 모발 개수 판별부가 판별한 상기 모낭 내 모발의 개수를 출력하는 제어부
   를 구비하고,
   상기 영상 처리부는, 상기 이미지 획득부가 획득한 상기 모발과 모낭의 이미지를 그레이 이미지로 변환하고, 상기 변환된 그레이 이미지 속에 포함된 잡음 신호를 제거하고, 윤곽선 검출 프로세스(Contour Detection Process) 또는 에지 검출 프로세스(Edge Detection Process)를 수행하여 이미지에 포함된 상기 모발과 모낭의 윤곽선을 추출하고, 이를 토대로 상기 모발과 모낭의 이미지를 흑색(화소값 0)으로 처리하고, 상기 모발과 모낭의 이미지를 제외한 배경색을 백색(화소값 255)으로 처리하고,
   상기 모발 개수 판별부는, 상기 윤곽선이 추출된 이미지를 관심 영역으로 설정하고, 상기 관심 영역을 공간 분할하여 픽셀 좌표를 구성하고, 상기 관심 영역의 흑색 픽셀들에 수평 방향으로 수평 가상선을 형성하고, 상기 수평 가상선 상에 포함되는 흑색 픽셀들을 특징점으로 설정하며, 상기 설정된 특징점의 픽셀 좌표 간의 거리를 계산하여 모발 사이의 거리와 위치를 산출하는,
   모발 식별 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 모발 개수 판별부는, 상기 영상 처리부에서 이미지 프로세싱을 통해 얻어진 모발과 모낭 이미지에서 각각의 모발의 위치 및 모발 사이의 거리를 계산하는,
   모발 식별 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 모발 개수 판별부는, 상기 수평 가상선 상에서 상기 특징점의 픽셀 좌표 간의 중간 지점인 중심점을 계산하여 상기 중심점의 픽셀 좌표를 절단 위치로 설정하는,
   모발 식별 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 모발 개수 판별부는, 각각의 모발을 나타내는 윤곽선의 여러 위치에서 흑색 픽셀들에 수평 방향으로 수평 가상선을 복수개 형성하고, 상기 각각의 수평 가상선 상에 포함되는 흑색 픽셀들을 특징점으로 복수개 설정하고, 상기 모발의 여러 위치에서 상기 설정된 특징점의 픽셀 좌표 간의 거리 정보를 계산하여 모발 사이의 거리 정보를 파악하는,
   모발 식별 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 모발 개수 판별부는, 상기 각각의 모발 사이의 거리 정보를 비교하여 상기 관심 영역의 일측에서 타측 방향으로 갈수록 거리 값이 감소하는지 여부를 판단하고, 거리 값이 점차 감소하는 경우, 해당 거리 정보 중에서 최소 거리 정보를 계산하고, 상기 계산된 최소 거리 정보가 기설정된 기준 최소 거리 값의 오차 범위에 속하는지 판단하며, 상기 최소 거리 정보가 오차 범위에 속하는 경우, 하나의 모낭 내의 모발이 복수개 있는 모낭으로 판별하는,
   모발 식별 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 모발 개수 판별부는, 상기 각각의 모발 사이의 거리 정보를 비교하여 상기 관심 영역의 일측에서 타측 방향으로 갈수록 거리 값이 감소하는지 여부를 판단하고, 해당 거리 정보 중에서 최소 거리 정보를 계산하고, 상기 계산된 최소 거리 정보가 기설정된 기준 최소 거리 값의 오차 범위에 속하는지 판단하며, 상기 거리 값이 감소하지 않거나, 거리 값이 감소하여 상기 최소 거리 정보가 상기 오차 범위에 속하다가 다시 증가하거나, 상기 최소 거리 정보가 기설정된 오차 범위에 속하지 않는다고 판단하는 경우, 헝클어진 모발, 교차된 복수의 모발로 모발 분리가 부적합한 모낭으로 분류하는,
   모발 식별 장치.
7. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 모발 개수 판별부에서 분류된 모발의 위치 좌표, 모발 사이의 거리 정보, 블레이드가 하강할 절단 위치인 중심점의 픽셀 좌표를 2차원 또는 3차원 이미지에 포함하여 디스플레이부에 출력하는,
   모발 식별 장치.
8. 제1항 내지 제7항의 어느 한 항에 기재된 모발 식별 장치를 구비하는 자동 모낭 분리 장치.
9. 삭제
10. 삭제

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