KR102417616B1 - 수술 후 인지된 홍채 색상 예측을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저 홍채 색상 변경 시술 전에 환자의 홍채 색상이 시술 이후에 어떻게 될지를 예측한다. 본 발명은 이를 위해, 환자의 수술 후 홍채 색상을 예측하는데 영향을 미치거나 이와 관련된 환자의 안구의 다양한 해부학적 특징을 확인하고 측정하고, 이 측정치로 수술 후 홍채 색상 예측을 도출하며, 시술의 심미적인 결과와 관련한 환자의 기대감을 관리하기에 충분한 방식으로 환자에게 예측을 전달한다.

Description

수술 후 인지된 홍채 색상 예측을 위한 방법 및 장치
본 발명은 홍채 색상 예측 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수술 후 인지된 홍채 색상 예측을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
홍채 색상 이면에 있는 메커니즘은 적어도 두가지의 이유로 놀라운 것이다. 첫째, 모든 갈색의 홍채 아래에는 청색 또는 녹색의 홍채가 있다. 갈색의 색소가 제거되면, 밑에 있는 청색 또는 녹색의 홍채가 드러난다. 둘째, 청색 또는 녹색의 홍채는 실제로 청색 또는 녹색이 아니다. 대신, 홍채로 들어오는 가시광선은 회색 홍채 섬유에 의해 빛의 다양한 파장(즉, 색 또는, 더 구체적으로, 빛깔)으로 산란된다. 더 짧은 파장(청색 그리고, 경우에 따라, 녹색)은 휘거나 후방 산란되어, 회색 홍채 섬유들의 반사광과 다양한 정도로 혼합되며, 청색 또는 녹색 홍채의 모습을 만들어낸다. 더 긴 파장(빨강색, 주황색, 노랑색, 및 일부의 경우, 녹색)은 그들이 휘거나 후방 산란할 기회를 갖기 전에 홍채 뒤쪽의 두꺼운 색소층(홍채 색소 상피(Iris pigment epithelium즉, "IPE"로 알려짐)에 의해 흡수된다. 결과적으로, 오직 청색광 또는 녹색광만이 눈에 보인다.
미국 특허 제6,306,127호 및 제8,206,379호는 환자 안구의 유색 홍채의 인지된 색상을 변경하는 과정을 개시한다. 이러한 과정은 홍채 표면 앞쪽에 전자기 방사선을 가하는 단계를 포함하여, 해당 표면의 전부 또는 일부를 덮는 스트로마 색소(stromal pigment)의 감소 및/또는 제거를 개시한다. 일단 이러한 색소가 감소 및/또는 제거되면, 백색광은 홍채에 들어가서 후반 산란되어 청색 또는 녹색 홍채의 모습을 만들어낼 수 있다.
환자의 만족감은 모든 의료 시술의 중요한 부분이다. 심미적 시술의 경우, 환자의 만족감은 환자에게 시술의 심미적 결과에 대한 합리적으로 정확한 예측을 제공하여 줌으로써 환자의 기대치를 관리할 수 있는 의사의 능력에 대부분 달려 있다. 레이저 안구 색상 변경의 경우, 스트로마 색소에 의한 스트로마 섬유(stromal fibers)의 폐색으로 예측이 복잡하다. 한가지 방법은 윗눈꺼풀 뒤에 있는 홍채의 작은 부위에 시술을 수행하는 것이다. 불행하게도, 상당히 정확한 예측을 위한 충분한 후방 산란을 생성하기 위해서는 비교적 큰 영역의 스트로마 섬유 노출이 필요하기 때문에, 수술 후의 색상 예측을 정확하게 제공할 수 있을 것으로 보이지 않는다. 또한, 홍채의 일부가 치료되고 환자가 예측된 결과에 따라 시술을 진행하지 않기로 결정한 경우, 환자는 홍채에 변색된 영역(즉, 부분 홍채 이색증, sectoral heterochromia)을 가지게 된다.
따라서, 레이저 홍채 색상 변경 시술 전에, 시술이 수행되어 스트로마 색소가 감소 및/또는 제거된 후 환자의 홍채 색상이 무엇인지를 상당한 정확도를 가지고 예측할 수 있는 방법 및/또는 장치가 필요하다.
본 발명은, 레이저 홍채 색상 변경 시술 전에, 시술 후 환자의 홍채 색상이어떻게 될지 예측한다. 본 발명은 이를 위해, 환자의 수술 후 홍채 색상을 예측하는데 영향을 미치거나 이와 관련된 환자 안구의 다양한 해부학적 특징을 확인 및 측정하고, 이 측정치로 수술 후 홍채 색상 예측을 도출하며, 그리고 시술의 심미적인 결과와 관련한 환자의 기대감을 관리하기에 충분한 방식으로 환자에게 예측을 전달한다. 환자 안구의 해부학적 특징 중 적어도 일부를 확인하고 측정하는 바람직한 방법은, 적외선 홍채 투과조명법과 같은 특수 이미징(imaging) 및 측정 장치와 기술을 이용하는 것이다. 이러한 측정으로부터 수술 후 홍채 색상 예측을 도출하는 바람직한 방법은, 관련 모집단 풀로부터 이 측정치들과 이에 관련된 홍채 색상들의 데이터베이스를 구축(construct) 하고 환자들로부터 수집된 측정치와 데이터베이스에 포함된 측정치를 비교하여 환자에게 예측된 홍채 색상을 제공하는 것이다. 최종적으로, 환자에게 예측된 홍채 색상을 전달하는 바람직한 방법은 환자의 수술 전 홍채 색상을 예측된 홍채 색상(또는, 데이터베이스 검색으로부터 둘 이상의 결과가 얻어진 경우, 색상들)으로 대체한 환자의 얼굴 이미지를 생성하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 예측 생성 장치 및 방법을 통해 레이저 홍채 색상 변경 시술 전에 스트로마 색소가 감소 및/또는 제거되어 환자의 홍채 색상이 시술 이후에 무엇인지를 정확하게 예측할 수 있다.
도 1은 환자의 인지된 홍채 색상의 데이터 맵의 일 실시예를 나타내는 것으로, 색상을 나타내는 숫자를 포함한다.
도 2는 환자의 홍채 색상의 비주얼 맵의 일 실시예를 나타내는 것으로, 이 실시예의 실제 색상 변화정도를 대략적으로 나타내는 그레이 스케일 이미지이다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 도면 전체에 걸쳐 동일한 참조 번호가 동일한 특징을 나타내는 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면을 고려할 때 명백해질 것이다.
홍채 색상 이면에 있는 메커니즘은 적어도 두가지의 이유로 놀라운 것이다. 첫째, 모든 갈색의 홍채 기저에는 청색 또는 녹색의 홍채가 있다. 갈색의 색소가 제거되면, 밑에 있는 청색 또는 녹색의 홍채가 드러난다. 둘째, 청색 또는 녹색의 홍채는 실제로 청색 또는 녹색이 아니다. 대신, 홍채로 들어오는 가시광선은 회색 홍채 섬유에 의해 빛의 다양한 파장(즉, 색 또는, 더 구체적으로, 빛깔)으로 산란된다. 더 짧은 파장(청색 그리고, 경우에 따라, 녹색)은 휘거나 후방 산란되어, 회색 홍채 섬유들의 반사광과 다양한 정도로 혼합되며, 청색 또는 녹색 홍채의 모습을 만들어낸다. 더 긴 파장(빨강색, 주황색, 노랑색, 및 일부의 경우, 녹색)은 그들이 휘거나 후방 산란할 기회를 갖기 전에 홍채 뒤쪽의 두꺼운 색소층(홍채 색소 상피(Iris pigment epithelium즉, "IPE"로 알려짐)에 의해 흡수된다. 결과적으로, 오직 청색광 또는 녹색광만이 눈에 보인다.
미국 특허 제6,306,127호 및 제8,206,379호는 환자 안구의 유색 홍채의 인지된 색상을 변경하는 과정을 개시한다. 이러한 과정은 홍채 표면 앞쪽에 전자기 방사선을 가하는 단계를 포함하여, 해당 표면의 전부 또는 일부를 덮는 스트로마 색소(stromal pigment)의 감소 및/또는 제거를 개시한다. 일단 이러한 색소가 감소 및/또는 제거되면, 백색광은 홍채에 들어가서 후반 산란되어 청색 또는 녹색 홍채의 모습을 만들어낼 수 있다.
환자의 만족감은 모든 의료 시술의 중요한 부분이다. 심미적 시술의 경우, 환자의 만족감은 환자에게 시술의 심미적 결과에 대한 합리적으로 정확한 예측을 제공하여 줌으로써 환자의 기대치를 관리할 수 있는 의사의 능력에 대부분 달려 있다. 레이저 안구 색상 변경의 경우, 스트로마 색소에 의한 스트로마 섬유(stromal fibers)의 폐색으로 예측이 복잡하다. 한가지 방법은 윗눈꺼풀 뒤에 있는 홍채의 작은 부위에 시술을 수행하는 것이다. 불행하게도, 상당히 정확한 예측을 위한 충분한 후방 산란을 생성하기 위해서는 비교적 큰 영역의 스트로마 섬유 노출이 필요하기 때문에, 수술 후의 색상 예측을 정확하게 제공할 수 있을 것으로 보이지 않는다. 또한, 홍채의 일부가 치료되고 환자가 예측된 결과에 따라 시술을 진행하지 않기로 결정한 경우, 환자는 홍채에 변색된 영역(즉, 부분 홍채 이색증, sectoral heterochromia)을 가지게 된다.
본 발명은, 레이저 홍채 색상 변경 시술 전에, 환자의 홍채 색상이 시술 이후에 어떻게 될지를 예측한다. 본 발명은 이를 위해, 환자의 수술 후 홍채 색상을 예측하는데 영향을 미치거나 이와 관련된 환자 안구의 다양한 해부학적 특징을 확인 및 측정하고, 이 측정치로 수술 후 홍채 색상 예측을 도출하며, 그리고 시술의 심미적인 결과와 관련한 환자의 기대감을 관리하기에 충분한 방식으로 환자에게 예측을 전달한다. 환자 안구의 해부학적 특징 중 적어도 일부를 확인하고 측정하는 바람직한 방법은, 적외선 홍채 투과조명법과 같은 특수 이미징(imaging) 및 측정 장치와 기술을 이용하는 것이다. 이러한 측정으로부터 수술 후 홍채 색상 예측을 도출하는 바람직한 방법은, 관련 모집단 풀로부터 이 측정치들과 이에 관련된 홍채 색상들의 데이터베이스를 컴파일(compile)하고 환자들로부터 수집된 측정치와 데이터베이스에 포함된 측정치를 비교하여 환자에게 예측된 홍채 색상을 제공하는 것이다. 최종적으로, 환자에게 예측된 홍채 색상을 전달하는 바람직한 방법은 환자의 수술 전 홍채 색상을 예측된 홍채 색상(또는, 데이터베이스 검색으로부터 둘 이상의 결과가 얻어지는 경우, 색상들)으로 대체한 환자의 얼굴 이미지를 생성하는 것이다.
<해부학적 특징의 확인과 측정>
본 발명은 환자의 수술 후 홍채 색상을 예측하는데 영향을 미치거나 이와 관련된 환자 안구의 다양한 해부학적 특징을 확인하고 측정하는 것을 포함한다. 환자 안구의 적어도 일부의 해부학적인 특징들을 확인하고 측정하는 바람직한 방법은, 특수 이미징 및 측정을 위한 장치 및 기술을 이용하는 것이다. 다음은 이러한 해부학적 특징의 일부와 이러한 특징을 확인하고 측정하는데 적합한 일부 장치와 기술에 대한 예시들이다:
홍채 스트로마(stroma) - 두께
색상은 색조(hue), 채도(saturation) 및 명도(value)를 포함한다. 색조는 주된 색상 또는 그와의 임의의 조합으로 식별할 수 있는 색상의 속성으로 정의할 수 있으며, 주된 파장에 따라 다르며, 채도나 명도와는 독립적인 것이다. 채도는, 흰색과 구별되는 정도로 표현되는, 색상의 세기로 정의할 수 있다. 명도는, 방출되는 빛의 양에 의해 정의된, 색상의 밝기로 정의할 수 있다. 이러한 관점에서, 명도는, 색상이 흰색과 다른 정도가 클수록 반사하는 빛이 더 적고, 그리고 또한 이의 반대인 점에 있어서, 채도의 역수(inverse)로 간주될 수 있다.
홍채 스트로마의 두께는, 전방 및 후방의 홍채 색소 층들에 관계없이, 전방 표면에서부터 후방 표면까지의 거리를 나타내는 것이다. 홍채 스트로마의 두께는 수술 후 색조의 예측과 관련된다. 위에서 설명한 바와 같이, 수술 후 홍채 스트로마는 들어오는 가시광선을 각각 다른 색조를 나타내는 성분 파장으로 분산시키고, 더 긴 파장은 IPE에 의해 흡수되며, 더 짧은 파장은 전방으로 후방 산란한다. 스트로마 섬유에서 IPE까지의 거리는 수술 후 색조를 예측하는 것과 관련이 있다. 이 거리가 짧을수록, IPE는 청색보다 긴 파장을 흡수하기 더 쉬워, 청색 홍채를 만든다. 이 거리가 길수록, IPE는 청색 및 녹색보다 긴 파장을 흡수하기 더 쉬워, 녹색 홍채를 만든다.
홍채 두께는, 동공의 확장이나 수축에 따라, 동공에서부터 각막 윤부(limbus)까지 광범위하게 달라질 수 있다. 동공이 확장하면, 홍채는 열려있는 커튼처럼 접혀 홍채 두께의 변화가 증가한다. 동공이 수축하면, 닫힌 커튼처럼 펼쳐져 홍채 두께의 변화가 감소한다. 동공은, 밝은 빛과 필로카르핀(Pilocarpine)과 같이 국소 콜린성 작용제와 같은 다양한 약물을 포함하는, 다양한 방법으로 수축될 수 있다. 비수축 홍채의 두께는 그의 가장 얇은 지점 또는 다양한 위치에서 결정될 수 있다. 또한 홍채의 중간 3분의 1 (middle one third)에서 최대 홍채 두께를 그리고 공막 거상돌기(sclera spur)로부터 750㎛ 및 2000㎛에서 홍채 두께를 측정하는 ZAAP(Zhongshan Angle Assessment Program)를 사용하여 측정할 수 있다. 또는, 홍채는 측정 전에 수축될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 홍채 두께는 광간섭단층촬영(Optical Coherence Tomography, OCT), 전안부 광간섭단층촬영(Anterior Segment Optical Coherence Tomography, ASOCT), 스펙트럼 영역 광간섭단층촬영 (Spectral Domain Optical Coherence Tomography, SDOCT) 및 초음파생체현미경 (Ultrasound Biomicroscopy, UBM)을 포함하는 많은 장치와 기술을 이용하여 이미지화되고 측정될 수 있다.
멜라닌 세포(melanocytes) 및 리포푸신(lipofuscin) - 위치, 농도, 색상, 그리고 두께
인간의 안구에는 일반적으로 멜라닌 세포와 리포푸신의 두가지의 색소가 있다. 멜라닌 세포(melanocytes)는 멜라노좀(melanosomes)으로 불리는 멜라닌의 색소 과립(pigment granule)을 생성하는 세포이다. 멜라노좀은 유멜라닌(eumelanin)으로 불리워지는 갈색 또는 페오멜라닌(pheomelanin)으로 불리워지는 노랑색일 수 있다. 리포푸신(lipofuscin)은 유색 및 불용성 과립으로, 일반적으로 노랑색을 띤 갈색의 색상이며, 단백질과 지질로 구성되는 것으로, 정상적인 노화 과정의 일부 또는 질병의 결과로 세포에 축적된다. 일부 해설자들은 리포푸신을 신체의 각 세포 내에 저장되고 시간이 지남에 따라 축적되는 산화적 대사의 노폐물로 정의하고 있다.
이러한 색소의 위치, 농도, 색상, 및 두께는 수술 후 홍채 색상에 영향을 줄 수 있다. 두가지 종류의 색소는 안구의 전체에 존재하나, 수술 후 홍채 색상에 가장 큰 영향을 미치는 것은 홍채 스트로마의 내부에 존재한다. 전방 스트로마 색소가 홍채에서 제거되고, 청색 또는 녹색이 후방 산란되면, 홍채 스트로마 내의 색소는 청색 또는 녹색을 흡수할 수 있으므로, 청색 또는 녹색 후방 산란을 감소시키고 스트로마 섬유에 의해 반사된 회색 빛이 더 두드러지게 나타나게 하므로, 회청색 또는 회녹색 홍채가 나타난다.
홍채 스트로마 내에 존재하는 색소의 농도가 클수록, 청색 또는 녹색의 후방 산란의 흡수가 커지고, 회색 섬유의 모습이 커진다. 색상 예측의 관점에서, 이러한 스트로마-내부 색소의 농도가 클수록, 채도는 낮아지고, 명도는 높아진다.
이러한 스트로마-내부 색소의 색상은 또한 수술 후 홍채 색상에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 색소가 더 짙을수록, 더 많이 후방 산란된 빛을 흡수하여, 스트로마 섬유의 더 많은 회색이 보이므로, 채도가 낮아지고, 명도가 높아진다. 색소가 더 옅을수록, 더 적게 후방 산란된 빛을 흡수하여, 후방 산란된 빛은 스트로마 섬유의 회색을 압도하여, 채도가 높아지고, 명도가 낮아진다.
이러한 색소, 특히 리포푸신은 전방 세그먼트의 안방수(aqueous humor) 내에도 존재할 수 있으며, 각막 내피(corneal endothelium)를 코팅하고 착색할 수 있다. 다시금, 이러한 색소의 농도와 색상에 따라 인지된 홍채 색상에 영향을 미칠 수 있다. 색소가 더 짙고/짙거나 더 어두우면, 후방 산란된 빛과 스트로마 섬유의 회색을 더 많이 흡수하여, 색조가 흐릿하고 채도가 낮으며 명도가 낮은 수술 후 홍채가 생성된다. 색소가 덜 짙고/짙거나 더 밝으면, 청색 홍채를 녹색으로 나타나게 하거나 녹색 홍채를 황녹색으로 나타나게 하는 것과 같이, 수술 후 홍채의 색조에 영향을 미칠 수 있다.
마지막으로, IPE의 색상, 농도, 그리고 두께는 수술 후 홍채 색상에 영향을 미칠 수 있다. IPE가 더 어두울수록, 더 짙을수록, 및/또는 두꺼울수록, 더 많은 각막 윤부 링(limbal ring)(각막 윤부에서 얇은 홍채 조직을 통해 보이는 IPE로 인한)이 더 두드러진다. 또한, IPE가 더 어두울수록, 더 짙을수록, 및/또는 두꺼울수록, 더 긴 파장의 흡수가 더 커지며, 홍채 색조에 영향을 미친다.
본 발명의 실시예들에서, 색소의 색상, 및/또는 농도, 및/또는 두께는 광간섭단층촬영(Optical Coherence Tomography, OCT), 전안부 광간섭단층촬영(Anterior Segment Optical Coherence Tomography, ASOCT), 스펙트럼 영역 광간섭단층촬영 (Spectral Domain Optical Coherence Tomography, SDOCT) 및 초음파생체현미경 (Ultrasound Biomicroscopy, UBM)을 포함하는 많은 장치와 기술을 이용하여 이미지화되고 측정될 수 있다. 각막 내피(corneal endothelium)를 코팅하고 착색하는 색소 및/또는 전안방(anterior chamber)의 안방수(aqueous humor) 내에 존재하는 색소의 경우, 장치 및 기술은 또한 전안방의 슬릿 램프 또는 펜라이트 검사(slit lamp or penlight examination)를 포함한다.
홍채 스트로마 섬유 - 물리적 치수
스트로마 섬유는 수술 후 홍채로 들어오는 가시광선의 산란, 휘어짐, 및 후방 산란을 일으키는 원인이다. 따라서, 이러한 섬유의 물리적 치수는 환자의 수술 후 홍채 색상의 예측과 관련이 있다. 이러한 치수는 섬유의 두께, 밀도, 축 주기성, 깊이 및 배열을 포함한다. 예를 들어, 스트로마 섬유가 두꺼울수록 및/또는 조밀할수록, 더 많은 회색 빛을 반사하고, 더 많은 후방 산란된 빛을 차단 및/또는 흡수한다.
본 발명의 실시예들에서, 홍채 스트로마 섬유의 물리적 치수는 광간섭단층촬영(Optical Coherence Tomography, OCT), 전안부 광간섭단층촬영(Anterior Segment Optical Coherence Tomography, ASOCT), 스펙트럼 영역 광간섭단층촬영 (Spectral Domain Optical Coherence Tomography, SDOCT), 초음파생체현미경 (Ultrasound Biomicroscopy, UBM), 및 홍채 투과 조명(transillumination)(적외선 또는 가시광선을 이용하는)을 포함하는 많은 장치와 기술을 이용하여 이미지화되고 측정될 수 있다.
스트로마 혈관 구조(vasculature) - 물리적 치수
스트로마 혈관은 홍채 스트로마를 지나고, 이러한 혈관의 물리적 치수는 수술 후 홍채로 들어오는 가시광선의 산란, 휘어짐, 및 후방 산란에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 이러한 혈관의 물리적 치수는 환자의 수술 후 홍채 색상의 예측과 관련이 있다. 이러한 치수는 혈관의 두께, 밀도, 축 주기성, 깊이, 및 배열을 포함한다. 예를 들어, 혈관이 더 두꺼울수록/두껍거나 조밀할수록, 더 많은 후방 산란된 빛을 차단 및/또는 흡수한다.
본 발명의 실시예들에서, 스트로마 혈관 구조의 물리적 치수는 광간섭단층촬영(Optical Coherence Tomography, OCT), 전안부 광간섭단층촬영(Anterior Segment Optical Coherence Tomography, ASOCT), 스펙트럼 영역 광간섭단층촬영 (Spectral Domain Optical Coherence Tomography, SDOCT), 초음파생체현미경 (Ultrasound Biomicroscopy, UBM), 및 홍채 투과 조명(transillumination)(적외선 또는 가시광선을 이용하는)을 포함하는 많은 장치와 기술을 이용하여 이미지화되고 측정될 수 있다.
전안방(anterior chamber) - 깊이
안구의 전안방의 깊이는 환자마다 상당히 다를 수 있다. 일반적으로, 1.5 내지 4.0㎜ 사이에서 다양하고, 평균 3.0㎜이다. 전안방이 깊을수록, 전안방의 안방수(aqueous humor) 내의 색소의 잠재적 부피가 커질 가능성이 있으므로, 위에서 설명한 색소에 따른 효과들이 증가될 가능성이 있다. 따라서, 전안방의 깊이는 환자의 수술 후 홍채 색상의 예측에 관련이 있을 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 전안방의 깊이를 측정하는 다양한 방법은, 슬릿 램프 검사(slit lamp examination)(예를 들어, Van Herick 또는 Smith 방법을 사용하는), 광간섭단층촬영(Optical Coherence Tomography, OCT), 전안부 광간섭단층촬영(Anterior Segment Optical Coherence Tomography, ASOCT), 스펙트럼 영역 광간섭단층촬영 (Spectral Domain Optical Coherence Tomography, SDOCT), 초음파생체현미경 (Ultrasound Biomicroscopy, UBM), 펜라이트 방법(penlight method), Orbscan topograph system(Bausch & Lomb Surgical Inc., Rancho Cucamonga, California, USA), IOLMaster(Carl Zeiss Meditec, Jena, Germany), 초음파 (Ultrasound, 예를 들어, A-Scan, Alcon, Fort Worth, Texas, USA), 샤임플러그 포토그래피 (Scheimpflug photography, 예를 들어, Pantacam, Oculus, Wetzlar, Germany), 및 "EZ ratio"를 사용하는 스마트폰 사진을 포함한다.
각막 - 곡률 및 선명도
각막의 곡률과 선명도는 수술 후 홍채 색상의 예측과 또한 관련이 있다. 각막의 곡률은 전안방의 깊이와 관련이 있을 수 있으며, 상기에서 설명한 바와 같이 색상에 영향을 준다. 각막의 곡률은 또한 홍채 스트로마에 들어오고 나가는 빛을 굴절시켜서, 빛의 경로를 변경하며 인지된 홍채 컬러에 영향을 미칠 가능성이 있다. 마지막으로, 각막의 선명도는 투과율을 제한하거나 허용함으로써 인지된 홍채 색상의 채도 및 명도에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는, 각막의 곡률을 측정하는 방법은 다양하다. 이는, 수동각막곡률계(Manual keratometer 예를 들어, Rodenstock, Munchen-Hamburg, Germany), Galilei Dual-Scheimpflug analyzer(Ziemer Group, Port, Switzerland), 각막 지형도측정기(Corneal topographer, 예를 들어, Tomey TMS-1, Tomey, Phoenix, Arizona, USA), Automated IOLMaster keratometer(Carl Zeiss GmbH, Oberkochen, Germany), 광간섭단층촬영(Optical Coherence Tomography, OCT), 전안부 광간섭단층촬영(Anterior Segment Optical Coherence Tomography, ASOCT), 스펙트럼 영역 광간섭단층촬영 (Spectral Domain Optical Coherence Tomography, SDOCT), 초음파생체현미경 (Ultrasound Biomicroscopy, UBM), Orbscan topograph system(Bausch & Lomb Surgical Inc., Rancho Cucamonga, California, USA), IOLMaster(Carl Zeiss Meditec, Jena, Germany), 초음파(Ultrasound, 예를 들어, A-Scan, Alcon, Fort Worth, Texas, USA), 및 샤임플러그 포토그래피(Scheimpflug photography 예를 들어, Pantacam, Oculus, Wetzlar, Germany)-를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 각막 선명도는 디지털 이미징 또는 각막 밀도측정 (Corneal densitometry, 예를 들어, Pentacam Scheimpflug device, Oculus Optikgerate GmbH, Wetzlar, Germany)를 이용하여 측정될 수 있다.
홍채 - 곡률
홍채의 곡률이 홍채 스트로마 섬유의 후방 산란에 영향을 미칠 수 있으므로, 홍채 곡률은 수술 후 홍채 색상을 예측하는 데 관련이 있다. 본 발명의 실시예에서, 홍채 곡률은 광간섭단층촬영(Optical Coherence Tomography, OCT), 전안부 광간섭단층촬영(Anterior Segment Optical Coherence Tomography, ASOCT), 스펙트럼 영역 광간섭단층촬영 (Spectral Domain Optical Coherence Tomography, SDOCT), 및 초음파생체현미경 (Ultrasound Biomicroscopy, UBM)을 포함하는 다양한 장치나 기술을 이용하여 이미징화 및/또는 측정될 수 있다.
<측정을 통한 색상 예측의 도출>
환자의 수술 후 홍채 색상을 예측하는 것과 관련된 환자 안구의 해부학적 특징이 확인되고 측정되면, 그로부터 합리적으로 정확한 예측이 도출되어야 한다. 이러한 측정으로부터 수술 후 홍채 색상 예측을 도출하는 바람직한 방법은, 관련 모집단 풀로부터 이 측정치와 이에 관련된 홍채 색상들의 데이터베이스를 컴파일(compile)하고, 환자들로부터 수집된 측정치와 데이터베이스에 포함된 측정치를 비교하여 환자에게 예측된 홍채 색상을 제공하는 것이다.
데이터베이스는 텍스트, 이미지, 및/또는 다른 데이터의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 이는 데이터베이스 관리 시스템(database management system) 또는 "DBMS"를 포함할 수 있으며, 디지털 및/또는 아날로그 형태의 데이터를 포함할 수 있고, 본 발명의 나머지 구성요소들 중 하나 이상에 국부적이거나 원격적으로 저장 및/또는 위치할 수 있으며, 하나 이상의 관계형 데이터베이스(relational databases), 운영형 데이터베이스(operational databases), 데이터베이스 웨어하우스(database warehouses), 분산형 데이터베이스(distributed databases), 및/또는 최종 소비자 데이터베이스(end-user databases)를 포함할 수 있으며, 전자적(electronic)일 수도 있고 아닐 수도 있으며, 네트워크되거나 되지 않을 수도 있다. 컴퓨터 데이터베이스의 겨우, 데이터는 휘발성 메모리 및/또는 비-휘발성 메모리에 있을 수 있다.
환자로부터 수집된 측정치와 데이터베이스에 포함된 측정치의 비교는 데이터 처리 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 데이터 처리 장치는 특정한 입력 세트(set)에 대한 지정된 결과 세트(set)를 생성할 수 있다. 이는 기계적으로 및/또는 전자적으로 동작할 수 있으며, 이의 처리 기능은 데이터 포맷 변환, 데이터 검증, 데이터 확인, 데이터 분류, 데이터 요약, 데이터 집합, 데이터 분석, 및/또는 데이터 보고를 포함할 수 있다. 데이터 처리 장치의 일 예로서, 컴퓨터, 계산기, 중앙처리장치(CPU), 및 그래픽처리장치(GPU)가 있다.
일 실시예에서, 환자의 수술 후 홍채 색상을 예측하는 것과 관련된 환자의 안구의 해부학적 특징은 확인되고 측정된다. 홍채 색상과 관련된 해부학적인 특징의 측정치 및 이러한 측정치와 관련된 홍채 색상에 관한 이미지 및/또는 다른 데이터를 포함하는 데이터베이스가 컴파일된다. 하위 실시 예에서, 데이터베이스는 이미지 및/또는 데이터가 룩업 테이블(lookup table)로 마련되는 관계형 데이터베이스(relational database)이며, 하나의 축(즉, 행 또는 열 중 하나)은 측정치의 범위를 포함하고, 다른 축은 이러한 범위 각각과 관련된 홍채 색상에 관한 이미지 및/또는 다른 데이터를 포함한다. 그런 다음 데이터 처리 장치는 환자의 안구의 해부학적인 특징과 관련된 이미지 및/또는 데이터를 데이터베이스에서 검색한다. 하위 실시 예에서, 검색은 SQL(Structured Query Language)로 수행되며, 환자 측정치의 각 데이터 포인트가 데이터베이스 룩업 테이블 내의 범위와 관련되고, 홍채 색상 카테고리의 데이터 맵(map)을 반환한다. 도 1은 환자의 인지된 홍채 색상의 예시적인 데이터 맵에 관한 것이다. 그리고 나서 이 데이터 맵은 비주얼 맵으로 변환되며, 여기서 홍채 이미지의 영상이 생성되며, 홍채 이미지는 환자의 홍채 스트로마에 나타나는 것처럼 마련된 환자 홍채의 인지된 홍채 색상 카테고리 각각을 포함한다. 도 2는 환자의 인지된 홍채 색상 카테고리의 예시적인 비주얼 맵에 관한 것이다.
다른 실시예에서, 한 명 이상의 환자의 데이터 및/또는 이미지는 데이터베이스에 저장된다. 하위 실시예에서, 동일한 환자의 수술 전 및 수술 후 데이터 및/또는 이미지는 캡쳐되고, 예측된 수술 후 컬러 맵(데이터 및/또는 비주얼 맵)과 비교된다. 특정 환자의 수술 전 예측과 수술 후 데이터 및/또는 이미지가 일관성이 있는 경우(미리 결정된 차등의 허용범위(differential tolerance)에 정의된 바와 같이), 데이터베이스 및/또는 데이터 처리 방법을 변경하지 않는다. 그러나, 특정 환자의 수술 전 예측과 수술 후 데이터 및/또는 이미지가 일관성이 없는 경우, 데이터베이스 및/또는 데이터 처리 방법은 홍채 색상 예측의 정확성이 향상되도록 수정된다. 예를 들어, 특정 홍채 색상 카테고리 하의 특정 데이터에 대한 범위가 수정될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 데이터베이스에 더 많은 데이터 포인트를 추가 하기 위하여, 동일한 환자의 수술 전 및 수술 후 데이터 및/또는 이미지가 캡쳐되고 데이터베이스에 저장되어, 예측 능력을 향상시킨다.
<환자에게 예측 전달>
환자의 수술 후 홍채 색상을 예측하는 것과 관련된 환자의 안구의 해부학적 특징이 확인되고 측정되면, 데이터베이스는 조회되고, 그로부터 합리적이고 정확한 예측이 도출되며, 예측은 환자에게 전달되어야 한다. 일 실시예에서, 예측은 가능한 홍채 색상의 범위를 기술하는 구두 또는 서면 전달을 포함한다. 다른 실시예에서, 예측은 하나 이상의 수술 후 홍채 색상 예측을 특징으로 하는 이미지 또는 일련의 이미지를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 예측은 자신의 홍채가 하나 이상의 수술 후 홍채 색상 예측의 이미지로 대체된 환자 얼굴의 이미지 또는 일련의 이미지를 포함한다.
일 실시예에서, 디스플레이 장치는 수술 후 홍채 색상 예측을 환자에게 제시하기 위하여 사용된다. 디스플레이 장치는 이미지 및/또는 인간이 해석하기 쉬운 형태로 된 다른 데이터를 디스플레이할 수 있는 임의의 장치를 포함한다. 이미지 및/또는 다른 데이터는 2차원 또는 3차원 형태로 나타날 수 있다. 디스플레이 장치의 예로서 사진(디지털 및 아날로그), 디지털 파일(예를 들어, .jpg, .jpeg, .tif, .tiff, .png, .pdf, .bmp 및 .gif), 디지털 이미지 인쇄물, 음극선관 디스플레이(cathode ray tube displays), 발광다이오드 디스플레이(light-emitting diode displays), 전계발광 디스플레이(electroluminescent displays, EL), 전자 종이(electronic paper), 플라스마 디스플레이 패널, 액정 표시 장치(LCD), 고성능 어드레싱 디스플레이(addressing displays), 박막 트랜지스터 디스플레이, 유기발광다이오드 디스플레이(organic light-emitting diode displays), 표면 전도　전자 방출 디스플레이(surface-conduction electron-emitter displays, SED), 전계방출 디스플레이(field emission displays, FED), 레이저 TV, 탄소 나노튜브(carbon nanotubes), 퀀텀닷 디스플레이, 간섭측정변조 디스플레이(interferometric modulator displays, IMOD), DMS 디스플레이(digital microshutter displays), SVD(swept-volume displays), 가변초점 거울 디스플레이(varifocal mirror displays), 이미시브 볼륨 디스플레이(emissive volume displays), 레이저 디스플레이(laser displays), 홀로그래픽 디스플레이(holographic displays), 또는 라이트 필드 디스플레이(light field displays)일 수 있다.
본 발명의 상기의 개시는 예시 및 설명의 목적으로 제공된다. 이는 본 발명을 완전하게 설명하거나 정확한 형태로 본 발명은 한정하려는 것이 아니며, 상기에서 교시된 것에 비추어 수정 및 변형이 가능하다. 상기 실시예들은 본 발명의 원리와 실제 응용에 대하여 최적화하여 설명하기 위해 기술된 것이다. 이러한 설명은 당업자가 다양한 실시예에서 특정 용도에 적합한 다양한 변형을 통해 본 발명을 최선의 활용 및 실시할 수 있게 할 것이다.

Claims (12)

  1. 레이저 홍채 색상 변경 시술 전에, 상기 시술이 수행되고 이에 따른 효과가 발현되어 환자의 홍채 색상이 어떻게 될 것인지에 대한 예측 생성 장치로서,
    상기 예측과 관련된 상기 환자 안구의 해부학적인 특징을 측정하도록 구성된 측정 장치;
    안구 모집단의 해부학적인 특징의 측정치와 상기 안구 모집단의 해부학적인 특징과 관련된 홍채 색상을 포함하는 데이터베이스;
    상기 환자 안구의 해부학적인 특징의 측정치를 검색 기준으로 사용하여 데이터베이스를 조회하고, 예측을 도출하도록 구성된 데이터 처리 장치; 및
    상기 예측에 대한 설명 또는 이미지 중 적어도 하나를 제공하도록 구성된 디스플레이 수단을 포함하는 예측 생성 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 예측과 관련된 상기 환자 안구의 해부학적인 특징은
    홍채 스트로마의 두께; 멜라닌 세포(melanocytes) 또는 리포푸신(lipofuscin) 중 적어도 하나의 위치, 농도, 색상 또는 두께; 홍채 스트로마 섬유의 두께, 밀도, 축 주기성, 깊이 또는 배열; 홍채 혈관 구조의 두께, 밀도, 축 주기성, 깊이 또는 배열; 전안방(anterior chamber)의 깊이;
    각막의 곡률 또는 선명도; 또는 홍채의 곡률 중 적어도 하나를 포함하는 예측 생성 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 환자 안구의 해부학적인 특징을 측정하도록 구성된 측정 장치는 광간섭단층촬영(Optical Coherence Tomography, OCT), 전안부 광간섭단층촬영(Anterior Segment Optical Coherence Tomography, ASOCT), 스펙트럼 영역 광간섭단층촬영 (Spectral Domain Optical Coherence Tomography, SDOCT) 또는 초음파생체현미경 (Ultrasound Biomicroscopy, UBM) 중 적어도 하나를 수행하는 예측 생성 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터베이스는 관계형 데이터베이스(relational databases), 운영 데이터(operational databases), 데이터베이스 웨어하우스(database warehouses), 분산 데이터베이스(distributed databases) 또는 최종 소비자 데이터베이스(end-user databases) 중 적어도 하나를 포함하는 예측 생성 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터 처리 장치는 데이터 포맷 변환, 데이터 검증, 데이터 확인, 데이터 분류, 데이터 요약, 데이터 집합, 데이터 분석 또는 데이터 보고 중 적어도 하나를 수행하는 예측 생성 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스플레이 수단은 사진, 디지털 파일. 디지털 이미지 인쇄물, 음극선관 디스플레이(cathode ray tube displays), 발광다이오드 디스플레이(light-emitting diode displays), 전계발광 디스플레이 (electroluminescent displays), 전자 종이(electronic paper), 플라스마 디스플레이 패널, 액정 표시 장치(LCD), 고성능 어드레싱 디스플레이(addressing displays), 박막 트랜지스터 디스플레이, 유기 발광다이오드 디스플레이(organic light-emitting diode displays), 표면 전도 전자 방출 디스플레이(surface-conduction electron-emitter displays, SED), 전계방출 디스플레이(field emission displays, FED), 퀀텀닷 디스플레이, 간섭측정변조 디스플레이(interferometric modulator displays, IMOD), DMS 디스플레이(digital microshutter displays), SVD(swept-volume displays), 가변초점 거울 디스플레이(varifocal mirror displays), 이미시브 볼륨 디스플레이(emissive volume displays), 레이저 디스플레이(laser displays), 홀로그래픽 디스플레이(holographic displays), 또는 라이트 필드 디스플레이(light field displays) 중 적어도 하나를 포함하는 예측 생성 장치.
  7. 레이저 홍채 색상 변경 시술 전에, 상기 시술이 수행되고 이에 따른 효과가 발현되어 환자의 홍채 색상이 어떻게 될 것인지에 대한 예측 생성 방법으로서,
    상기 예측과 관련된 환자 안구의 해부학적인 특징을 측정 장치를 사용하여 측정하는 단계;
    상기 환자 안구의 해부학적인 특징의 측정치를 포함하는 검색 기준을 사용하여, 안구 모집단의 해부학적인 특징의 측정치와 상기 안구 모집단의 해부학적인 특징과 관련된 홍채 색상을 포함하는 데이터베이스를 조회하고, 예측을 도출하도록 구성된 데이터 처리 장치를 통해 상기 예측을 도출하는 단계; 및
    상기 예측의 설명 또는 이미지 중 적어도 하나를 제공하도록 구성된 디스플레이 수단을 통해 디스플레이하는 단계를 포함하는 예측 생성 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 예측과 관련된 상기 환자 안구의 해부학적인 특징은
    홍채 스트로마의 두께; 멜라닌 세포(melanocytes) 또는 리포푸신(lipofuscin) 중 적어도 하나의 위치, 농도, 색상 또는 두께; 홍채 스트로마 섬유의 두께, 밀도, 축 주기성, 깊이 또는 배열; 홍채 혈관 구조의 두께, 밀도, 축 주기성, 깊이 또는 배열; 전안방(anterior chamber)의 깊이;
    각막의 곡률 또는 선명도; 또는 홍채의 곡률 중 적어도 하나를 포함하는 예측 생성 방법.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 환자 안구의 해부학적인 특징을 측정하도록 구성된 측정 장치는 광간섭단층촬영(Optical Coherence Tomography, OCT), 전안부 광간섭단층촬영(Anterior Segment Optical Coherence Tomography, ASOCT), 스펙트럼 영역 광간섭단층촬영 (Spectral Domain Optical Coherence Tomography, SDOCT) 또는 초음파생체현미경 (Ultrasound Biomicroscopy, UBM) 중 적어도 하나를 수행하는 예측 생성 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 데이터베이스는 관계형 데이터베이스(relational databases), 운영 데이터베이스(operational databases), 데이터베이스 웨어하우스(database warehouses), 분산 데이터베이스(distributed databases) 또는 최종 소비자 데이터베이스(end-user databases) 중 적어도 하나를 포함하는 예측 생성 방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 데이터 처리 장치는 데이터 포맷 변환, 데이터 검증, 데이터 확인, 데이터 분류, 데이터 요약, 데이터 집합, 데이터 분석 또는 데이터 보고 중 적어도 하나를 포함하는 것인 예측 생성 방법.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 디스플레이 수단은 사진, 디지털 파일. 디지털 이미지 인쇄물, 음극선관 디스플레이(cathode ray tube displays), 발광다이오드 디스플레이(light-emitting diode displays), 전계발광 디스플레이(electroluminescent displays, EL), 전자 종이(electronic paper), 플라스마 디스플레이 패널, 액정 표시 장치(LCD), 고성능 어드레싱 디스플레이(addressing displays), 박막 트랜지스터 디스플레이, 유기발광다이오드 디스플레이(organic light-emitting diode displays), 표면 전도　전자 방출 디스플레이(surface-conduction electron-emitter displays, SED), 전계방출 디스플레이(field emission displays, FED), 퀀텀닷 디스플레이, 간섭측정변조 디스플레이(interferometric modulator displays, IMOD), DMS 디스플레이(digital microshutter displays), SVD(swept-volume displays), 가변초점 거울 디스플레이(varifocal mirror displays), 이미시브 볼륨 디스플레이(emissive volume displays), 레이저 디스플레이(laser displays), 홀로그래픽 디스플레이(holographic displays), 또는 라이트 필드 디스플레이(light field displays) 중 적어도 하나를 포함하는 예측 생성 방법.
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