KR20090013216A - 상처 부위 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20090013216A
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조나단 폴 젭
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케이씨아이 라이센싱 인코포레이티드
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Abstract

상처의 디지털 이미지(44) 및 상기 상처(12)를 둘러싸는 면적을 취득하기 위하여, 일반적으로 상처(12)로부터 각을 이루어 이격되게 위치되는 디지털 촬영 장치(42); 상기 상처(12)와 연계하여 제거 가능하게 위치되는 레퍼런스 태그(32), 상기 레퍼런스 태그(32)는 알려진 규격(known dimension)의 식별 가능한 구성을 가짐; 및 상기 취득된 디지털 이미지(44)를 수신, 디스플레이, 및 처리하기 위한 상기 디지털 촬영 장치(42)와 데이터 통신하는 디지털 이미지 디스플레이 및 처리 장치(46)를 포함하고, 상기 디스플레이는, 상기 디지털 이미지(44)가 디스플레이되는 동안 상기 상처(12)의 흔적과 관련된 데이터를 입력하기 위한 그래픽 데이터 입력 장치(50)를 더 포함하고, 상기 디지털 이미지 디스플레이 및 처리 장치(46)는 상기 이미지 및 흔적 데이터에 기초하여 상처 면적을 계산하고 알려주는 것을 특징으로 하는, 상처(12) 영역을 추적하고 결정하기 위한 시스템.
Figure P1020087029367
상처 흔적, 추적, 디지털 이미지

Description

상처 부위 관리 시스템 및 방법{Systems and Methods for Wound Area Management}
본 발명은 생체 조직 치유율을 측정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 상처 부위의 이미지를 캡쳐하고, 디지털화 하며, 분석하고, 이들로부터 상처 부위의 특징에 따른 변화의 정도를 결정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
상처 치료 분야에서 최근에 상당한 진보가 이루어져, 상처 치유 프로세스의 비율 및 품질이 상당히 증가하였다. 상처 부위의 크기와 치유율의 측정 능력은 효과적인 상처 치료 요법의 제공에 상응한다. 세련되지는 않지만 일반적으로 상처 부위의 치유율을 결정하는 효과적인 방법 중 하나가 시간에 따라 상처 부위의 전체 크기의 변화를 기록하는 것이다.
상처 부위의 크기 변화를 기록하고 측정하기 위한 이전의 노력들은 많은 측면에서, 치료 요법의 유효성 측정을 가능하게 하기 위하여 건강 관리 제공자들에게 필요한 정보를 제공하는데 실패를 거듭하였다. 상처의 크기를 측정하기 위한 현존하는 많은 방법들은 투명 또는 반투명 필름과, 환자의 상처 부위 가장자리를 따라 추적하기 위한 펜 또는 표시자(marker)의 사용과 관련되며, 상기 추적 결과를 분석 을 위한 특정 방법으로 디지털화하는 것과 관련된다. 이러한 접근 방법의 일례로서, 흔적이 남은 필름은 터치 패드 위에 놓고 상기 상처 부위를 따라 다시 그리는 것(re-tracing)과 관련된다. 상기 터치 패드 전자 기구는 상기 추적 결과를 분석 가능한 데이터의 디지털 배열로 변환한다. 상기 전자 기구와 연동하는 플로세서는 그러면 상기 추적 내부의 면적을 계산한다. 상기 흔적의 크기 조정(scaling)이 없기 때문에, 그러한 시스템을 이용하여 측정 가능한 상처 부위의 크기는 상기 기구의 감응 표면(touch sensitive surface)의 크기로 제한된다. 게다가, 그러한 시스템은, 환자와 터치 패드에 각각 있는 두 개의 흔적과 관련되며, 프로세스는 진행 에러 및 부정확성에 민감하다.
종래에 알려진 다른 시스템들은, 이미지 캡쳐와 연계된 거리 및 각도를 고려하는 직접 디지털 이미지화 접근에 의존한다. 이러한 시스템들은 매우 복잡하고 이미지 화면과 연계된 각도 및 거리에 있어서 변수를 고려한 상당히 높은 수준의 작업 능력을 요하는 경향이 있다. 종국적으로, 이미지 인식 프로세스들이 종종 상처 부위 경계를 정확하고 연속적으로 정의할 수 없기 때문에 이러한 시스템들이 실패한다.
상처 및 상처 치유 공정의 배경
상처 부위는 일반적으로 피부 상피 원형(epithelial integrity)의 파괴로 정의된다. 그러한 상처는 그러나, 진피(dermis), 피하 지방(subcutaneous fat), 근막(fascia), 근육, 및 심지어 뼈를 포함하여 훨씬 깊을 수 있다. 적절한 상처 치유는 매우 복잡하고, 역동적이며, 세포를 복구하는 단계들의 조합된 시리즈이다. 예 리한 상처 치유는, 손상된 조직을 복구하기 위한 세포외 기질 환경(extracellular matirx environment) 내에서 공조하여 작용하는 고정 세포(resident cell)와 자유 세포(migratory cell)의 개체수와 관련된 역동적인 과정이다. 일부 상처들은 이러한 방법(다양한 이유때문에)으로 치유가 불가능하고, 만성 상처(chronic wounds)로서 정의될 수 있다.
조직 상처에 이어서, 상처 부위의 공조 치유(coordinated healing)는 전형적으로 지혈(heomstasis), 염증(inflammation), 증식(proliferation), 및 보수(remodeling)로 이루어지는 네개의 오버랩되되 잘 정의된 양상과 관련된다. 지혈은 상처 반응 및 회복에 있어서 제 1 단계인 출혈(bleeding), 응고(coagulation), 및 혈소판(platelet)과 보조 활성화(complement activation)과 관련된다. 염증은 (상처발생)첫날의 끝에서 최고조에 이른다. 세포 증식은 그 후 7일-30일에 걸쳐 발생하고, 상처 부위 측정이 가장 유리할 수 있는 시간 주기와 관련된다. 이 시간동안, 섬유조직 형성(fibroplasia), 신생혈관형성(angiogenesis), 상피 재생(re-epithelialization), 및 세포외 기질 합성(extra-cellular matrix synthesis)이 일어난다. 상처 부위에서 초기 콜라겐(collagen) 생성은 전형적으로 대략 7일이 지나면 최고조에 이른다. 상기 상처 부위 상피 재생은 최적 조건 하에서 약 48시간이 지나서 발생하여 상기 상처 부위가 완전히 밀봉될 수 있다. 상처 치유는 3주차에 최고 인장 강도의 15%-20%를 가지고, 4개월 때 최고 인장 강도의 60%를 가질 수있다. 첫번 째 달 이후에, 퇴화(degradation) 및 보수(remodeling) 단계가 시작되며, 세포질(cellularity) 및 혈관질(vascularity)은 감소하고 인장 강도가 증가한다. 성숙된 흉터(mature scar)의 생성은 종종 6-12개월을 요한다.
상처 치유 프로세스를 측정하기 위한 종래의 노력
상처 치료는 물질 및 전문적인 치료 시간 모두 고가일 수 있으므로, 상처의 정확한 측정에 기초하는 치료 및 상처 치유 프로세스가 필수일 수 있다. 종래 기술에서 현존하는 문제들은 상처의 크기를 (직접 또는 간접적으로) 실질적으로 측정하기 위한 불완전한 방법들을 포함한다. 명확하게, 이상적인 측정 기구는 치수적으로 정확하고, 신뢰성 있으며, 영구 기록을 위한 데이터를 제공하고, 그리고 페리운드(periwound) 영역 대비 상처의 정확한 차이를 제공할 수 있다. 신체의 어느 부분에서 어떠한 크기 또는 형태의 상처도 측정할 수 있어야 한다. 환자와 직접적으로 관련되는 시스템의 그러한 부분들은 휴대 가능하여야 하고 비활성 물질(inert material)로 만들어져야 한다. 이들 시스템은 환자에게 최소의 불편함을 야기하면서 사용되어야 하고, 상처 부위에 감염을 일으키지 않아야 한다. 추가적으로, 상처 이미지를 측정 가능한 폼(form)으로 변환하는 것과 관련된 기구 사용은 비용 효과가 높아야 하며 정기적 임상 사용(routine clinical use)을 위하여 과도한 훈련이 요구되지 않아야 한다.
지속적인 상처 측정값들을 획득하는 것은 또한 상처 크기의 변화를 정확하게 결정하는데 중요한 요소이다. 다른 전문가들(practitioners)은 전형적으로 특정 환자의 상처를 측정하는데 관련되어, 관련성이 있고, 정확하며, 비편향적이고 효과적인 결과를 산출하기 위하여 정확하게 재생 가능한 기술이 사용되어야 한다. 최적의 측정 기구는 간병인들 사이에 일관성을 가지며, 환자의 위치, 상처 스트레칭(wound stretching), 또는 편차(variance)와 신뢰도(평가자간(intra-rater) 및 면접자간(inter-rater) 관심을 위한) 모두에 영향을 미치는 다른 변화들로부터 기인하는 변이(variation)를 최소로 가진다.
상처 평가의 빈도는 종종 치유 프로세스에서 이전 단계에서 관찰되는 상처의특성에 기초하거나, 단순히 건강 관리 공여자의 처방에 따라 수행된다. 규정된 개입(prescribed intervention)의 효과는, 기본 평가 데이터(baseline assesment data)가 후속 데이터(follow up daa)와 비교될 수 없는 한 측정될 수 없다. 따라서, 하나의 관찰 주기로부터 다음까지의 측정의 일관성이 매우 중요하다. 완전히 치유된 상처의 정의는 때때로 완전히 상피 재생(re-epithelialized)되고, 최소 연속 28일 동안 치유되는 상태로 유지되는 상처로 기술된다. 일반적으로, 상처 치유는 규칙적인 복구 프로세스(orderly repair process)를 통하여 진행되고, 따라서 상처의 크기 및 형상, 치유율, 및 상처 부위(wound bed)와 같은 특정 인자들은 이러한 프로세스를 통한 진척도를 평가하기 위한 적절한 표시자(markers)이다. 만성 상처에 대해서는, 복잡하고 불균일한 치유 프로세스로 인하여 복구 프로세스가 발생하지 않을 수 있다. 완전한 상처 폐쇄는 달성될 수 없거나, 특정 만성 상처에 대한 성과를 판단하기 위한 현실적이고 구체적인 종료점(endpoint)이 되지 못할 수도 있다.
상처의 2차원 영역을 측정하는 상기에서 설명된 시스템에 더하여, 피부 표면 아래로 확장되는 상처의 체적을 측정하기 위한 다양한 방법이 역시 존재한다. 통상적인 상처 체적 측정 기술은, 몰드(molds), 유체 설비(fluid installations), 캘리 퍼 장치(caliper devices), 및 입체사진측량법(stereophotogrammetry)을 포함한다. 그러나 이러한 기술들은 모두 정확성, 반복성, 또는 복합성에 있어서 다양한 문제들을 겪게 된다. 예를 들어, 상처 몰드는 비록 신뢰도가 높은 측정값을 제공하지만, 지저분하고, 시간 소모적이며, 불편하고, 상처의 감영 위험을 안고 있다. 상처의 크기를 측정하기 위한 다른 방법은 시트 또는 필름에 의하여 덮인 상처에 염수(saline)를 설치하는 것이다. 상기 유체가 추출되고 측정되어 체적이 결정된다. 그러나, 이러한 유체 기술은 부정확하고, 지저분할 수 있으며, 종종 시행이 어렵다. 상처는 또한 이러한 접근법에 의하여 감염될 수 있다. 캘리퍼 기반 시스템은 상처의 체적을 바로 측정하기 위하여 3차원 좌표 시스템에 의존하는 플라스틱 코팅된 처분 가능한 게이지를 사용한다. 이러한 접근법은 체적 계산을 위하여 수학 공식을 사용하지만, 종종 데이터 획득에 있어서 기술적 변동(technique variations)의 문제가 있다.
입체사진측량 시스템은 전형적으로 컴퓨터에 부착된 비디오 카메라 또는 마이크로 프로세서 기반 장치를 사용한다. 상처 측정을 위한 입체사진측량 시스템에 있어서, 임상의는 초점의 기준면에 있는 목표 플레이트를 상처부위에 인접하게 두고 비디오 테이프 상에 결합된 이미지를 캡쳐한다. 가장 깊은 지점에서 상처의 깊이를 표시하기 위하여 면봉(cotton-tipped applicator)이 사용된다. 이미지가 캡쳐된 이후에, 임상의는 컴퓨터를 이용하여 상처 부위의 길이와 폭을 추적한다. 면봉의 길이는 또한 길이로써 측정되고 기록된다. 상기 이미지들은 그 후 사후 이용, 분석 및 비교를 위하여 컴퓨터에 저장된다. 입체사진측량 시스템은 종종 정확하고 재생 가능한 상처 크기 및 체적 측정 방법을 제공하지만 고가이고 복잡하다.
이 분야에서 주의할 만한 노력이 생체 조직의 사진측량 측정을 위한 장치 및 방법으로 1999년 19월 19일에 등록된 미국 특허 제 5967979호에서 기술된다. 상기 특허는 상처 및 상처 부근에 배치되는 사각형상을 포함하는 목표 플레이트의 경사 이미지 형성을 포함하는 원격 상처 측정 방법 및 장치에 대하여 기술한다. 좌표 전환은 상처의 크기와 형상 모두를 측정가능하게 한다. 서로 다른 경사각에서 두 개의 독립된 이미지를 제공하는 것은 상처의 3차원 형상이 측정 가능한 결과를 가져온다.
상처의 간접 측정(다시 말하면 상처의 윤곽을 어떤 디지털 장치로 전송하는 것)과 관련된 과거의 노력들은, 측정에 적합한 기구로 상처 이미지를 전송하기 위하여 제 2 추적을 생성할 간단한 요구에 어려움을 겪어왔다. 그러한 시스템들은 전형적으로, 사용되는 템플릿(template) 또는 상기 기구들과 함께 사용되는 접촉 감응 표면에 의하여 크기에 있어서 제한되어 왔다. 게다가, 이전에 사용된 많은 촬상 방법들은 사지(limb)를 감고 있는 상처에는 유효하지 않거나 촬장 장치의 CCD 배열 면에 평행한 평면 상에 위치하지 않는다.
따라서 상술한 모든 목표들, 다시 말하면; 정확성, 차별력(페리운드 영역으로부터 상처 영역을 구분할 수 있는 능력), 반복 가능성, 비침투성(non-invasiveness), 단순성, 및 가격 효과가 달성될 수 있는 상처 측정 시스템을 가지는 것이 바람직하다. 환자에 직접 접촉될 수 있는 시스템의 부분들은 무균(aseptic)이고 교체 가능(disposable)하여야 한다. 상기 시스템의 처리 구성들은 숙련된 임상의들에 의하여 직접적이고 직관적으로 사용되어야 한다. 마찬가지로 처리 구성들은 사용자가 시간을 두고 변화를 추적할 수 있도록 기왕의 데이터(historical data)를 제공할 수 있어야 한다.
본 발명에 따른 시스템들은 더욱 유용하고 비싸지 않은 디지털 촬영 도구를 사용하는 반면, 동시에 가장 정확한 판별 도구는 여전히 임상의의 눈이라는 것을 인식한다. 본 발명의 바람직한 제 1 실시예는, 투명 또는 반투명 필름(상처 흔적을 포함하는); 배경/템플릿(예컨대, 검은색 프레임에 흰색 배경과 같은 기준 표면 영역과, 육안으로 대비되는 배경을 가지는 반강성 보드를 포함); 및 디지털 촬영 장치 및 디지털 프로세서(예컨대 PDA 또는 빌트인 방식 또는 부착식 카메라를 가지는 휴대용 컴퓨터를 포함)를 사용한다.
상기 시스템과 관련된 방법은, 대부분의 임상의들에게 이미 알려진 방법으로 투명 또는 반투명 필름 상에서 상처의 경계를 추적하는 단계를 포함한다. 두번에 걸쳐 윤곽을 재 추적하는 대신, 촬영 과정에서 비율화(scaling) 및 오프 앵글 포지셔닝(off angle positioning) 모두를 가능하게 하는 간단한 템플릿 상에 투명한 부재가 위치된다. 상술한 제 1 실시예에 따른 시스템의 디지털 촬영 장치는, 내측에 상처 흔적 윤곽을 가지는 템플릿 전체를 캡쳐한다. 상기 디지털화된 이미지는 그러면 템플릿 기준 특징들(features) 및 흔적을 자동으로 발견하는 유니트 내에서 소프트웨어에 의하여 처리되고, 디스플레이 스크린에 특정 결과를 디스플레이한다. 본 발명에 따른 처리 시스템은 또한, 이미지 데이터 경계 설정(thresholding), 윤곽 확인(contour finding), 스퀘어 확인(square finding)(상기 템플릿을 식별하는데 사용), 관심 영역 설정(템플릿 상의 기준 특징들과 관련됨), 상처 흔적 확인(wound trace finding), 면적 계산, 왜곡 제거, 및 특정 형태의 데이터 필터링을 통한 결과의 디스플레이를 포함할 수 있다.
디지털 카메라 또는 다른 촬영 장치를 사용함으로써, 데이터 입력 과정을 단순화할 수 있고, 또한 이전 시스템과 관련된 2차 수동 추적에 의하여 야기되는 에러를 피할 수 있다. 상기 촬영 방법은 또한, 고정 규격 터치 감응식 패드를 사용하는 것 보다 훨씬 더 유연하다. 템플릿과 관련된 상처 흔적을 위치시키는 것은 또한, 이미지 처리를 훨씬 신뢰성 있고 정확하게 한다. 본 발명에 따른 방법은 나아가, 주어진 조직 영역 내에서 다수의 상처 영역(area)을 측정하는데 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 시스템의 디지털 촬영 장치 품질 및 처리 능력 요건은 상대적으로 낮아서 그 방법이 단일의 간단한 마이크로프로세서 시스템 내에 심어질 수 있다. 종래 기술과 달리, 본 발명의 방법은 추적된 상처의 윤곽을 캡쳐하기 위하여 디지털 카메라를 사용하고, 알려진 규격 기준 템플릿 특징들(known size reference template features)과 비교함으로써 면적을 계산한다. 2차 추적이 없고, 상처 크기는 사용되는 템플릿의 크기 내로 한정된다. 저가의 템플릿을 교체함으로써, 상기 방법은 어떠한 상처에도 사용될 수 있다. 알려진 규격(known dimension)의 기준 특징(reference features)을 가지는 템플릿의 사용은, 상기 이미지를 비율화하고 표면 조망 각도(surface viewing angles)에 수직한 그외의 것을 설명하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 바람직한 제 2 실시예는 간단히, 디지털 촬영 장치(예컨대, 320×240 픽셀 또는 그 이상의 컬러 또는 흑백 디지털 카메라); 및 접촉 감응식 디스플레이 스크린 또는 그래픽 데이터 입력을 제공하는 다른 디스플레이 관련 수단을 가지는 처리 유니트(바람직하게 휴대용 PC 또는 컴퓨터 시스템에 기반한 다른 마이크로프로세서)로 구성된다.
상술한 제 2 실시예에 관련된 방법은, 상처에 인접하게(그러나 바람직하게는 외측에) 환자에게 작은 레퍼런스 태그를 배치하는 단계 및 상기 상처 영역 평면에 대하여 일반적으로 수직한 위치에서 상처 부위의 디지털 이미지를 캡쳐하는 단계를 포함한다. 상기 디지털 이미지는 그러면 휴대용 PC 또는 디스플레이 스크린을 가지는 다른 컴퓨터 및 디스플레이 스크린(접촉 감응식 패널과 같은)과 연결되는 그래픽 데이터 입력 장치로 전송된다. 바람직하게는, 상기 디스플레이는 보는 것(viewing) 및 그래픽 데이터 입력을 위하여 위치될 수 있다. 상기 디스플레이가 휴대용 PC와 연결된다면, 예를 들어, 상기 디스플레이는 책상과 같이 필기면에 평평하게 놓이도록 위치될 수 있다. 상기 이미지는 그러면 상기 PC의 스크린에 디스플레이되고, 임상의에게 상처의 정확한 화면을 제공하기 위하여 비율화(확대 또는 축소)된다. 임상의는 그러면, 상처의 범위를 정의하기 위하여 스크린 상에서 스타일러스(또는 다른 형태의 그래픽 데이터 입력 장치)를 이용하여 상처의 경계를 따라 그린다. 시스템 내에 장착된 소프트웨어는 그러면 추적된 윤곽 및 이미지 비율(시계(field of view) 내에서 포함되는 상기 태그를 참조하여)에 기초하여 상처의 면적을 계산한다. 상기 레퍼런스 태그는 컴퓨터에서 용이하게 식별 가능하도록 설계되므로, 상기 비율화는 매우 정확할 수 있다. 상처의 경계를 정의하는 것은, 다른 한 편으로, 컴퓨터에서는 쉽지 않기 때문에, 처리 과정에서 이러한 단계는 임상의의 손에 맡겨진다.
종래 기술과 달리, 본 발명의 제 2 실시예는, 제 1 실시예와 같이, 단지 한번의 추적 단계를 활용하므로, 처리 과정 내에 에러가 발생할 수 있는 기회를 최소화한다. 터치 패드 기술을 사용하는 종래의 방법과 달리, 이하에서 설명되는 본 발명에 따른 실시예는 임상의에 의하여 추적이 완성되기 전에 상처의 이미지를 유용하게 비율화할 수 있다.
또한 종래 기술과는 전혀 다르게, 본 발명에 따른 방법들은 데이터 처리 요건 뿐 아니라 하드웨어 요건 및 셋업에 있어서 훨씬 간단하다. 게다가 종래의 많은 방법들이 사지를 감싸는 상처들에 대해서는 적용이 잘 되지 않거나 단일 영상 프레임(single picture frame) 내에 완전히 보여지지 않는다.
본 발명에 따른 시스템 및 방법들은 상술한 종래 기술에 따른 시스템들의 문제점 모두는 아니지만 대부분 보완한다. 궁극적으로, 단일 시스템 내에서 추구되는 모든 장점들을 제공하는 새롭고 특이한 모든 방법에 있어서, 임의의 새로운 구성 요소에 더하여 다른 시스템들의 최상의 측면을 본 발명이 사용하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 진행하는 단계에서 보여지는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시스템 전체를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법을 진행하는 단계에서 보여지는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시스템 전체를 보여주는 사시도이다.
도 3A는 상처 흔적을 보여주고, 본 발명에 따른 촬영 과정을 통하여 만들어지는 다양한 기하학적 측정들을 구별하는 본 발명의 제 1 실시예와 함께 사용되는 대표 템플릿의 상세도이다.
도 3B는 도 3A에서 보여지는 대표 템플릿의 이미지를 캡쳐하여 상처 영역을 다시 보여주고, 상처 영역의 분석을 위하여 만들어지고 사용되는 다양한 측정법에 을 보여주는 PDA 장치 스크린의 상세도이다.
도 4는 상처 치유에 대한 추적된 진행을 보여주는 본 발명의 시스템에 의하여 생성된 대표 디스플레이의 "스크린 샷"이다.
도 5는 다수의 분리된 상처 부위에 관련되는 상처 흔적을 보여주는 본 발명의 제 1 실시예에 사용되는 제 2 대표 템플릿의 상세도이다.
도 6A는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 방법을 수행하기 위한 초기 단계를 보여주는 상위 수준의 플로차트이다.
도 6B는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 방법의 이미지 처리 단계를 보여주는 상위 수준의 플로차트 다이아그램이다.
도 7A는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 방법을 수행하기 위한 초기 단계를 보여주는 상위 수준의 플로차트 다이아그램이다.
도 7B는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 방법의 이미지 처리 단계를 보여주는 상위 수준의 플로차트 다이아그램이다.
본 발명의 방법을 수행하기 위한 제 1 실시예에 따른 시스템 내에서 요구되는 특정 요소들의 간단한 설명을 위하여 도 1을 참조한다. 일반적으로 상기 시스템은, 상처 부위를 통하여 영구 펠트펜(permanent felt tip pen) 등으로 상처 윤곽이 만들어진 투명 또는 반투명의 필름을 사용하는 것과 관련된다. 이러한 상처 자국을 지니는 투명 또는 반투명 필름은 사각형 템플릿 프레임에 위치되며, 상기 사각형 템플릿 프레임은 넓은 검은색 밴드(프레임)에 의하여 둘러싸이는 흰색 바탕을 포함한다. 임상의는 미리 프로그램된 휴대용 디지털 프로세서와 디지털 카메라 장치(예를 들어 카메라에 맞는 PDA)를 이용하여 필름/템플릿 어셈블리의 이미지를 캡쳐한다. 상기 장치 내에서 프로그램된 소프트웨에를 실행하여 상처 영역을 계산하기 위하여 상처 자국 및 둘러진 프레임을 확인하고 정량(quantify)한다. 이러한 첫번째 방법은, 팔 또는 다리 상처에서 발견될 수 있는 것과 같이, 넓고 평평하지 않은 신체 부위를 따라 연장되는 상처에 대하여 구체적인 적용 방법을 발견한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 방법을 수행하는데 있어서 각 구성 요소의 진보적인 사용 뿐 아니라, 본 발명에 따른 시스템의 모든 구성 요소들이 개시된다. 도 1에서, 상처 자국을 정하기 위하여 상처(12) 부위 상에 조심스럽게 놓인 투명/반투명 필름(14)이 부착된, 상처(12)를 가지고 있는 환자(10)가 보여진다. 간병인/임상의는 펠트펜(16) 또는 다른 부드러운 소재의 표시 기구를 이용하여 상기 투명/반투명 필름(14) 상에 상처의 윤곽을 세심하게 그리며, 이로서 상기 투명/반투명 필름(14) 상에 상처 흔적(18)이 영구적으로(또는 반 영구적으로) 고착된다.
투명/반투명 필름은, 물론, 바람직하게는 상처 부위에 놓이는 면은 적어도 살균된다. 사용시까지 시트의 내부 표면이 살균 상태로 유지되도록 하는 제거 가능한 이판(backing)을 포함하는 다양한 투명, 반투명 시트 소재가 유용하다. 감압 치료를 수행하는 상처 부위에 대하여, 필름/폼(foam) 층과 관련된 패키지(잘라서 부상 부위에 놓여짐)는 추적 수단(tracing medium)으로서 사용하기 위한 적절한 살균 투명/반투명 시트 소재를 제공한다. 이러한 포장은 전형적으로 불투명 또는 반투명 시트 및 투명 필름 사이에서 필터/폼 소재를 밀봉한다. 이러한 시트들의 내측면은 물론 상기 패키지가 개방될 때까지 살균 상태이며, 상기 패키지는 전형적으로 두 개의 시트 부분이 분리되도록 당김으로써 개방이 달성된다. 개방하자 마자 즉시 사용되는 경우, 투명 시트는 상처 윤곽을 추적하기 위한 수단으로써 본 발명의 시스템에 적용하는 것이 가능함을 발견한다.
바람직한 실시예에서 환자의 확인 정보 일부를 부가적으로 가지고 있는 투명/반투명 필름(14)은, 상기 시스템에 사용되는 이미지 템플릿 어셈블리(image template assembly)를 제공하기 위하여 백보드(20)에 고정된다. 백보드(20)는 일반적으로 비부착면(non-glossy surface)을 가지고 대조 색상(contrasting color)의 프레임(22)에 의하여 경계지어지는 강성 또는 반 강성(half-rigid) 보드를 포함한다. 상기 대조 색상 프레임(22)은 조합되거나 둘러싸서 백보드(20)의 경계를 대조하기에 적합한 다른 어떠한 형태의 프레임일 수 있다. 바람직한 실시예로서, 백보드(20)는 예컨대 비부착성 백색 또는 밝은 색일 수 있고, 프레임(22)은 단순히 프린트 되거나 칠해진 비부착성 흑색 또는 어두운 잉크색 경계일 수 있다. 필름이 삽 입되는 물리적으로 분리된 대조 색상의 프레임이 사용될 수도 있다.
일단 투명/반투명 필름(14)이 백보드(20)에 고정되면, 상기 어셈블리는 PDA 장치(24)에 연결되는 디지털 카메라에 상기 어셈블리가 적절하게 표시되도록 하는 용이한 촬상 위치에 놓여진다. 투명/반투명 필름(14) 및 백보드(20) 어셈블리의 디지털 이미지(28)가 PDA 장치(24)와 연계되는 디지털 카메라에 의하여 생성된다. 이러한 디지털 이미지(28)는 바람직하게 상처 흔적 및 및 적어도 프레임(22)의 내부 경계의 완전한 이미지를 보장하기 위하여 정지 이미지(still image)를 캡쳐하는 과정에서 PDA 장치(24)에 보여진다. 일단 적절한 이미지가 캡쳐되면, PDA 장치(24)와 연계된 마이크로 프로세서 내에서 작동 가능한 소프트웨어의 동작을 통하여 이미지 데이터를 분석하고 정량(quantify)하여 상처 영역값으로 되돌린다. 이미지 데이터 처리 및 영역값을 결정하는 방법들은 도 6A 및 6B에서 더욱 상세히 설명하도록 한다. 바람직한 실시예로서, 상기 PDA 장치(24)의 마이크로프로세서 시스템은 적당한 양의 디지털 이미지 데이터 및 아래에서 기술되는 관련된 처리 요구(associated processing requirements)를 취급할 수 있어야 한다. 그러한 처리 요구는 본질적으로 최소이고, 일반적으로 표준 휴대용 PC들, 다수의 최신 PDA들 및 다른 휴대용 컴퓨터 장치에 의하여 만족된다.
본 발명의 다른 실시예에 대하여 도 2에서 설명된다. 제 1 실시예와 같이, 제 2 실시예도 단일 상처 추적 및 디지털 이미지 처리 시스템에서 상처 흔적의 캡처를 활용한다. 차이는 상처 추적을 수행하는 위치에 있다. 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시스템은 간단히 디지털 이미지 장치(디지털 카메라); 태블릿(tablet) PC 또는 접촉 감응식이고 수평하게 놓일 수 있는 디스플레이 스크린(또는 그래픽 정보를 입력하기 위한 다른 방법)을 가지는 마이크로프로세서 기반 컴퓨터 시스템과 같은 프로세스 유닛; 및 디스플레이 스크린에 데이터의 포착(acquisition)을 지시하기 위한 스타일러스(stylus)(또는 다른 사용자 조작 가능한 장치)로 구성된다.
도 2에서, 상처(12)를 가지고 있는 환자(10)가 디지털 촬상 장치(42)에 의하여 상처(12)가 촬상되도록 적절하게 위치되는 것이 보여진다. 레퍼런스 태그(32)는 상처(12)의 주변에 인접하게(바람직하게는 바깥쪽에) 놓임으로써, 상처(12) 면에 일반적으로 수직한 위치에서 디지털 촬상 장치(42)에 의하여 촬영되는 상처 부위의 디지털 이미지(44) 내에 함께 캡쳐된다. 상기 캡쳐되는 디지털 이미지(44)는 태블릿 PC(46) 또는 접촉 감응 디스플레이 스크린(48)(바람직하게는 책상과 같은 필기면에 평평하게 놓일 수 있는 디스플레이)을 가지는 다른 컴퓨터로 전송된다. 통신 링크(45)를 통한 태블릿 PC(46)로 디지털 이미지(44)의 전송은, 하드와이어 시리얼 통신(hard wire serial communication)(예를 들어 USB) 또는 무선 통신(적외선 또는 RF 기반 프로토콜)과 같은 다수의 서로 다른 데이터 통신 프로토콜들에 의하여 이루어질 수 있다.
이미지(44)는 태블릿 PC(46) 내에서 작동 가능한 처리 소프트 웨어에 입력되고, 상기 태블릿 PC(44)의 스크린에 디스플레이된다. 여기서 상기 이미지는 임상의에게 정확하고 깨끗한 상처 화면을 제공하기 위하여 점진적으로 비율화(확대 또는 축소)된다. 이미지(44)와 연결되는 디스플레이(48)에 표시되는 기능키들(54)을 통하여 임상의에 의하여 비율화(scaling) 및 대비 효과(contrast effects)를 포함하 는 이미지의 다양한 변형이 수행될 수 있다. 이러한 처리 작업, 아래에서 더욱 상세히 설명함,은 임상의에게 정확하고 일관된 주변 흔적(perimeter trace)을 달성하기 위하여 최상의 상처 화면을 제공한다.
임상의는 상처(12)의 범위를 정의하기 위하여 상기 스크린(48) 상에서 스타일러스(50)를 이용하여 상처 주변(52)을 따라 그린다. 터치 스크린 디스플레이(touch screen display) 대신에 그래픽 데이터 입력의 다른 방법이 사용될 수 있다. 상기 시스템 내에 있는 소프트웨어는 상기 터치 스크린으로부터 이러한 데이터를 입력받고, 아래에서 설명될 방법에 따라 흔적의 비율화된 치수(scaled dimension)를 설정한다. 상기 흔적은, 프로세서(processor)가 상처 주변을 정의하는 실선(true line)에 관해서 결정하기 위하여 프로세서에 의존하지 않고 상처 영역을 계산하는데 사용할 수 있는 하드 데이터(hard data)를 제공한다. 이러한 판단 단계는 임상의에게 남겨진다. 다른 한편으로 상기 레퍼런스 태그(32)는 이미지의 비율을 정확하게 결정하기 위하여 이미지 프로세서에게 쉽게 인식될 수 있도록 구체적으로 디자인된다. 상기 흔적 및 레퍼런스 태그 이미지와 관련된 데이터를 이용하여, 상기 태블릿 PC(46) 내에 있는 프로세서 시스템은 상처의 면적을 계산하여 임상의에게 디스플레이를 통하여 알릴 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 의하여 얻어지는 2차원 이미지 및 데이터 처리에 사용되는 이미지 내의 다양한 인자들에 대하여 도 3A를 참조하여 설명한다. 도 3A는 백보드(20)에 배치되는 프레임(22)의 이미지를 포함하는, 시스템에 의하여 얻어지는 전형적인 이미지를 보여준다. 상처 흔적(18)은 프레임(22)에 의하여 정의되는 영역 내에 완전히 수신된다.
상처 흔적(18)은, 본 발명에 따른 시스템의 구체적인 측정이 되는 영역(AW)을 포함한다. 이러한 측정값(AW)을 얻기 위하여 상기 이미지는 데이터의 적분 및 상처 흔적을 따르는 곡선 내의 면적 측정을 가능하게 하는 방법으로 정량화되어야 한다. 디지털화 계(digitized field)에서 알려진 데이터값들에 의하여 경계가 지어지는 폐곡선 내의 면적 결정을 위한 다양한 알고리즘이 알려져 있다. 이러한 경우, 이러한 계산을 수행하기 위하여 필요한 정보는, 계(field)의 전체 폭, 프레임 내에서 관심 구역(region of interest)의 폭이 되는 WT를 포함한다. 또한 상기 영역의 높이, 상기 프레임의 차원(dimensions)에 의하여 정의되는 HT가 그러한 계산을 위하여 필요하다. 각 경우에 있어서, 상기 프레임과 관련된 2차원은, 계산되는 실제 상처 면적 계산을 위한 기준 차원(reference dimensions)이 되도록 실제 크기로서 알려진다. 이러한 방법으로, 경사각(off angle)과 촬상 과정(imaging process)의 3차원 효과를 제거하기 위한 더 복잡한 계산을 수행하는 과정이 불필요하게 된다. 다시 말하면, 이미지에서 상처 흔적의 실제 크기는 차원 WT와 HT에 의하여 설정되는 관심 영역에 따른 상대 크기에 비하여 덜 중요하다.
관심 영역을 설정하는 것은 근본적으로 상처 흔적(18)이 위치되는 좌표계(coordinate field)을 설정하는 것이다. 이러한 좌표계는 따라서, 폐곡선 형태의 상처 흔적의 수평 한계인 최대 X값인 XN까지 연장되는 최소 X값 X0를 가지는 X-Y 좌 표 프레임 내의 곡선을 포함하는 것으로 분석될 수 있다. 이와 마찬가지로, 수직 최소값(Y0)과 최대값(YN)이 정의될 수 있고, 상처 흔적 곡선의 선택 지점의 각 번호에 대응하는 좌표 쌍들을 디지털값으로 정의하기 이전에 설정될 수 있다. 또한, 좌표 시스템 내의 곡선에서 지점을 정의하는 것 및 곡선 내의 면적을 결정하기 위하여 이들 지점들을 적분하는 것과 관련된 기술은 주지의 기술이다.
도 3B는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따라 상기에서 기술된 바와 같이, PDA 장치(24)에 나타날 수 있는 이미지(28) 화면을 제공한다. 이미지 캡쳐 도중에 또는 그 이후일 수 있는 이러한 화면에서, 프레임(22)을 가지는 템플릿(20)이 상기 시스템 및 방법의 능력을 강조하기 위하여 기울어진 각도(obvious angle)에 놓이는 것으로 보여진다. 비록 임상의가 상기 디지털 촬영 장치(PDA 장치)를 상기 템플릿(20) 면에 일반적으로 수직한 위치에서 바람직하게 지지할 수 있지만, 이러한 위치 설정은 정확하지가 않다. 상기 프레임의 내부 가장자리 전체가 이미지 내에 캡쳐되는 한, 상기 처리 과정은 실제 상처 면적을 결정할 수 있다.
PDA 장치(24)에 보여지는 화면에서, 상처 흔적(18)은 실제 상처 면적의 비율화된 측정(scaled measurement)인 면적(A1)을 포함한다. 실제값(AW)을 얻기 위하여, 상기 이미지와 관련된 데이터는 X 및 Y 차원으로 비율화되어야 한다. 이 경우, 프레임(22) 내에서 관심 영역의 이미지 폭이 되는 차원 WIT와, 상기 프레임(22)의 차원에 의하여 정의되는 상기 계의 이미지 높이 HIT는 각각 상기 두 차원들 각각에 있 어서 비율화 팩터들(scaling factors)를 설정하기 위한 WIT 및 HIT와 독립적으로 비교된다. 이들 비율화 팩터들은 이미지 X의 정확한 값을 제공하기 위하여 상처 흔적(18)을 나타내는 데이터 좌표, 상처 흔적 폐곡선의 수평 한계인 XIO와 XIN 및 (수직 한계인)YIO와 YIN에 적용된다. 보다 상세히, 좌표 시스템 내에서 곡선 상 지점들을 정의하고 상기 커버 내의 면적을 결정하기 위한 이들 지점들을 적분하는 것과 관련된 기술은 주지의 기술이다. 상기 비율화된 데이터 및 계산 결과(resultant calculation)는, 테이블(30)에 나타나는 바와 같이 PDA 장치(24)에 수자 형태로 디스플레이될 수 있다.
(상술한)본 발명에 따른 상기 시스템들 및 방법들(하기에서 더욱 상세히 설명함)보다 향상된 다양한 기술들이 만들어질 수 있음은 예측 가능하다. 이러한 향상된 기술의 일부는 아래에서 개략적으로 설명되며. 다른 일부는 당업자에게 자명하다고 할 것이다.
기왕력 이미지 디스플레이(Historical Imaging Display)의 제공
상처 영역의 절대값에 있어서의 변화에 대한 정보를 제공하는 것 외에, (아래에서 도 4를 참조하여 상처 데이터 디스플레이(40)가 설명되는 바와 같이) 어떤 상황에서는 특정 환자의 특정 상처와 관련하여 현재의 상처 흔적 뿐 아니라 이전 흔적들을 조합하는 오버레이드 디스플레이(overlaid display)를 실제로 제공하는 것이 가능하고 바람직할 것이다. 도 4에서, 이러한 기왕력 상처 흔적들은, 간병인 이 상처 치유가 일어나는 비율을 확인하는 것을 가능하게 할 뿐 아니라 다른 부분에 비하여 치유가 빨리 이루어지는 어떤 영역을 확인할 수 있도록 하는 방법으로서 점선 또는 파쇄선 형태로 보여진다. 본 발명에 따른 프로세서 시스템에서 부가적인 데이터 저장은 모두 이러한 향상을 수행하기 위하여 요구되는 것들이다.
상처 치유 영역의 구별(Discrimination of Wound Healing Zones)
환자 또는 상술한 상처의 스크린 이미지 상의 상처를 추적하는 단계에서, 간병인 또는 전문가는 전형적으로 상처이 경계로서 가장 쉽게 식별 가능한 것을 따라 윤곽을 그리는데, 다시 말해서 외상을 입었거나 파열된 조직과 안정적이거나 파열되지 않은 환자의 피부 조직이 만나는 선이다. 당업자는 그러나 투명/반투명 필름과 본 발명의 제 1 실시예에 따른 진한 펠트팁펜 부재 또는 본 발명의 제 2 시시예에 따른 터치 스크린 디스플레이 및 스타일러스를 이용하여 추적될 수 있는 상처 내부의 식별 가능한 치유 영역이 종종 존재한다는 것을 인직할 것이다. 시간이 지남에 따라 상처 치유 과정을 식별하는데 관심을 가질 수 있는 그러한 영역들의 예는(상처의 외곽으로부터 내부를 향하여), 손상되지 않은 피부 조직과 연계된 상처 경계 부근에서의 붉은 영역(area of reddening), 전형적으로 상처 그 자체의 경계 범위를 정의하는 초기 새살 돋음 영역(area of initial granulation), 및 치유 과정에서 계속하여 액이 삼출되는 상처 내부의 최후 위험 영역(serious zone)을 포함한다. 상처 내에서 이러한 다양한 영역들의 식별은 전문가 또는 건강관리 공여자가, 각각이 특정 관심 영역에 대응하는 다수의 다른 흔적들을 생성 가능하도록 한다. 예를 들어, 폐곡선의 가장 내측 부분은 상처와 연계된 작은 내부 흔적에 의하여 정의되는 위험 영역일 수 있다. 상기 위험 영역을 둘러싸는 두 개의 폐곡선은 그 내측 범위와 외측 범위에 의하여 초기 새살 돋음 영역 또는 띠(band)를 확인시켜준다. 전형적으로 상기 초기 새살 돋음 영역의 외측 범위는 더 구체적인 치유 영역에 의하여 정의되지 않은 상처 흔적에 대한 전체적인 경계를 제공한다. 끝으로, 상기 위험 영역 흔적과 상기 두 개의 초기 새살 돋음 영역 흔적의 외측에 있는 제 4 흔적은 상처 그 자체를 붉게 하는 영역에 대하여 기술한다. 이러한 영역들 각각은 치유 과정에 대한 관련 정보를 건강 관리 공여자에게 제공할 수 있으며, 그 결과 추가적 또는 계속적인 치료 요법의 발전을 위한 가이드를 제공한다. 상기 실시예는 다수의 흔적 영역들이 활용될 수 있는 하나의 방법에 대하여 설명하고 있지만, 간병인들이 이러한 다면적 계산 능력(mult-area calculation capability)을 최대한 활용하기 위한 그들 자신의 특별한 전략을 세울 수 있을 것으로 기대된다. 물온 이러한 흔적들 각각은 폐곡선으로 이루어져 디지털 이미지 프로세서가 이러한 곡선들 중 임의의 곡선의 내부 면적을 정확하게 인식할 수 있도록 하는 것이 중요하다.
본 발명의 두 가지 바람직한 실시예 중 어느 하나에 의한 처리 이후에, 계산된 데이터 및 기왕의 데이터(historical data)가 건강 관리 공여자 및/또는 전문가에 의한 관찰 및 분석을 위하여 컴퓨터 스크린에 디스플레이될 수 있는 방식에 대한 상세한 설명이 도 4를 참조하여 이루어진다. 첫번 째 경우에 상기 PDA 장치 자체에 저장되고 나타날 수 있거나, 추후의 저장 및 관찰을 위하여 더 큰 시스템에 업로드될 수 있다. 그러한 업로드는 그러한 장치들에 설치되는 다양한 유무선 통신 프로토콜들 중 하나를 통하여 발생할 수 있고, 인터넷 기반 통신 프로토콜을 포함할 수 있다.
도 4에서, 전형적인 스크린 샷(screen shot)은 데이터 디스플레이(34) 내에 표현된다. 데이터 디스플레이(34)는 근원적으로 상처 흔적 디스플레이(36), 환자 정보 디스플레이(38), 및 상처 데이터 정보 디스플레이(40)를 포함한다. 상처 흔적 디스플레이(36)는, 간단히 본 발명의 프로세서들에 있어서 디지털 촬영 장치에 의하여 얻어지는 디지털 이미지의 재생성이다. 환자 정보 디스플레이(38)는 단지 얻어진 상처 데이터와 이미지 데이터를 식별하고 분류하기 위한 목적으로 제공된다. 비록 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 관련한 프레임 내에서 보여지지만, 도 4에 도시되는 디스플레이 특징들은 본 발명의 제 2 실시예에서얻어지는 데이터의 디스플레이에 동일하게 적용 가능하다.
상처 데이터 디스플레이(40)는 상기 디스플레이에 설정된 현재 이미지와 관련한 데이터 뿐 아니라, 시간이 지남에 따른 상처의 특징 변화를 식별하기에 적절한 기왕의 데이터를 제공할 수도 있다. 그러한 정보는, 예를 들어, 특정 환자에 대한 초기 측정에서 설정된 상처 면적 및 일정 주기를 기반으로 이후에 측정되는 상처 면적 측정치들의 완전한 기왕력을 포함한다. 그러한 경우, 상처 면적의 절대값이 디스플레이에 제공될 수 있을 뿐 아니라, 이러한 상처 면적의 비율 변화(percentage changes)도 제공될 수 있어 간병인이 발생되고 있는 상처 치유율을 좀 더 신속하게 식별할 수 있도록 한다.
하나 이상의 상처 영역을 포함하는 본 발명에 따른 시스템과 관련하여 유용한 다른 템플릿에 대한 간단한 설명이 도 5를 참조로 하여 이루어진다. 이러한 관점에서, 상처 영역들(19a,19b,19c)은 많은 환자들에게 전형적인 것으로 보여진다. 본 발명의 시스템 및 방법은 전부 동일한 방법으로 다수의상처 흔적들을 식별하고 처리할 수 있다. 상술한 방법(더 자세한 내용은 아래에서)이 지적하는 바와 같이, 프레임 내에서 관심 영역 확인 단계가 수행된 이후에 개별 상처 흔적 데이터가 확인된다. 이러한 단계(도 6B의 단계(130) 및 도 7B의 단계(162))는 관심 영역 내에서 신중하게 확인되는 다수의 다른 상처 흔적들에 대하여 반복적으로 수행될 수 있다. 이러한 프로세스의 유일한 제한은 템플릿을 정의하는 프레임 경계 내에서(제 1 실시예에 따른 시스템의 경우) 또는 이미지 계 내에서(제 2 실시예에 따른 시스템의 경우) 상처 흔적의 설정이다. 좌표 시스템 상에서 이러한 곡선들을 디지털화하고 설정하는 프로세스는 마찬가지로 계산 과정에서 단순히 하나의 폐곡선으로부터 다음으로 진행하는 문제이다.
본 발명에 따른 방법들은 상술한 바람직한 시스템 실시예를 따른다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 바람직한 방법에 대한 논의를 위하여, 도 6A 및 6B를 참조하여 설명한다. 이러한 플로차트들은 상처 흔적 데이터 산출(도 6A)과 처리(6B)와 관련된 단계들을 보여준다. 도 6A는 디지털 처리에 충분한 상처 흔적을 산출하는 초기 프로세스를 보여준다. 이미지 산출 방법(100)은 간병인이 상처를 육안으로 조사하고 상처를 커버할 수 있는 적절한 템플릿 크기를 선택하는 단계(102)부터 시작된다. 단계(104)에서, 간병인은 관심 상처 영역 모두를 커버하기에 충분한 상처 영 역 위에 투명/반투명 필름을 배치한다. 단계(106)에서, 간병인 또는 전문가는 그 다음 펠트팁펜을 이용하여 투명/반투명 필름 상에서 상처 표면에 가능한한 작은 압력을 가하는 방법으로 상처 윤곽을 따라 그린다. 전문가/간병인은 단계(108)에서 상처부위로부터 필름을 떼어 내어 템플릿 백보드 상에 처리를 위한 적절한 방법으로 투명/반투명 필름을 위치시킨다. 바람직한 실시예로서, 상기 템플릿 백보드는 상술한 바와 같은 검은색 무반사성 프레임에 의하여 경계 부분이 둘러지는 반강성(semi-rigid)의 사각형 패널 상에 제공되는 무반사성 흰색 표면을 포함한다. 패널의 배경 및 기준 영영을 위하여 다른 색상 및 기학적 형상이 사용될 수 있다. 상기 투명/반투명 필름을 상기 백보드에 부착 또는 고정하기 위하여 다양한 메카니즘이 제안 가능하다. 가장 간단한 실시예로서, 상기 필름은 외주부 프레임에 대하여 필름의 요동을 방지하기 위하여 고정시키는 방법으로 상기 백보드의 외주부에 상기 필름의 가장자리 일부분이 테이프에 의하여 부착될 수 있다. 상기 필름을 상기 백보드에 부착하기 위한 좀 더 복잡한 방법은, 상기 백보드 상의 필름 위에 위치될 수 있는 강성 오버 프레임(rigid over-frame)(사진 프레임을 사용하는 것과 같이)의 사용을 포함한다. 어떠한 경우이든, (이러한 메카니즘의)목적은 촬영 과정 도중에 상기 백보드에 의하여 제공되는 프레임에 대하여 상처 흔적의 요동을 방지하는 것이다.
단계(110)에서, 전문가는 상처 흔적의 전체 화면을 캡쳐하기 위하여 (디지털 카메라를 가지는)PDA 장치를 위치시킨다. 전형적으로, 본 발명의 시스템에 사용되는 디지털 카메라는, 전문가가 단계(112)에서 적절한 화면을 확인하고 그 이후에 이미지를 캡쳐하는 것을 가능하게 하는 즉각적인 촬영 화면(PDA 장치의 스크린 상에)을 제공한다. 본 발명에 따른 방법은 그러면 단계(114)에서, 이미지 처리 과정을 수행하며 이에 대해서는 아래에서 더욱 상세히 설명한다. 상기 프로세스 플로차트는 따라서 프로세스 커넥터(116)를 거쳐서 플로차트 B에서 계속된다.
도 6B는 본 발명의 시스템에서 카메라에 의하여 캡쳐된 상처 흔적 이미지의 디지털 이미지 처리 과정에 관련되는 다양한 단계들을 상세하게 설명한다. 프로세스(118)은 디지털 이미지가 상기 디지털 카메라로부터 PDA 장치의 데이터 처리 구성으로 전송되는 단계(120)에서부터 시작된다. 바람직한 실시예로서, 데이터 프로세서의 요건은 손쉽게 휴대 가능한 PC 장치 또는 PDA 장치에 의하여 충족된다. 일단 이미지 데이터가 상기 프로세서에 입력되면, 이미지 경계의 초기 설정은 단계(122)에서 수행된다. 이 단계에서 상기 프로세서는 단순히 상기 이미지의 밝은(흰색) 요소와 어두운(검은색) 요소만을 식벽하고, 경계치를 설정함으로써 이미지상의 개별 픽셀이 밝은 배경에 대조되게 어둡게 식별된다. 상기 프로세서는 그러면 이미지상의 윤곽 확인(contour finding) 단계(124)를 수행하는데, 다시 말하면, 상기 이미지의 윤곽을 정의하는 데이터 벡터들(data vectors)을 설정한다. 상기 상처 흔적을 식별하고 처리하는 과정을 수행하기 이전에, 상기 프로세서는 단계(126)에서 템플릿 백보드 상에 설정되는 프레임을 식별하고 위치시킨다. 상기 프레임의 식별 및 위치 과정은, 단계(128)에서 상기 프로세서가, 식별되고 위치된 프레임 내에 있는 이미지 영역을 전부로서 관심 영역으로 셋팅하는 것을 가능하게 한다. 더욱이, 상기 프레임의 경계는 상기 흔적 데이터로부터 상처의 크기를 정확하게 정량ㅎ 기 위한 기준 차원(reference dimensions)을 제공하는 주지의 기하형상을 가진다.
이후에, 단계(130)에서, 상기 프로세서는 상기 상처의 외주 부근을 따라 그려진 선형 이미지(line image)와 관련된 흔적 데이터를 식별하여 위치시킨다. 일단 식별되고 위치된 흔적과 관련된 데이터가 설정되면, 이러한 데이터와 관련된 수학적 처리과정이 수행될 수 있다. 단계(132)에서, 상기 프로세서는 상기 곡선 내부 면적을 계산하기 위하여, 식별된 프레임 및 셋팅된 관심 영역과 관련된 주지의 기하학적 인자들에 기초하여 상기 곡선 외곽을 따라 전형적인 적분을 수행한다. 단계(134)는 촬영 과정에서 왜곡 또는 에러로부터 종종 파생되는 명백한 오류 데이터를 버리기 위하여 의도되는 임의의 기준에 기초하는 왜곡된 데이터 제거와 연관된다. 끝으로, 단계(136)에서, 촬영 과정에서 일반적으로 나타나는 빛의 깜빡거림 효과(flickering lighting effects)를 감소 또는 제거하기 위하여 이미지 상에 다양한 필터링 절차가 수행된다.
처리과정 이후에, 보 발명에 따른 시스템은 단계(138)에서 이미지 디스플레이 및 계산된 값들에 대한 기준을 제공한다. 상기 디스플레이의 본질 뿐 아니라, 산출되고 계산된 데이터의 출력 특징은 상기에서 설명된 바와 같다. 요약하면, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 처리 절차는 다음의 디지털 이미지 처리 단계를 포함한다; (1) 이미지 경계 설정 과정은 비어 있거나 가득 찬(흰색 또는 검은색) 픽셀값으로 특징짓기에 충분한 방법으로 상기 이미지 내에서 밝고 어두운 픽셀 간의 구별을 가능하게 하기 위하여 수행된다; (2) 사각형 직선 가장자리를 식별하는 것 뿐 아니라, 전형적으로 템플릿의 가장자리 영역을 따라 연결함으로써 달성되 는 템플릿 스퀘어(template square)의 식별; (3) 관심 영역의 구획(bracketing), 다시 말하면 상기 스퀘어 내에서; (4) 상기 구획된 영역(bracketed region) 내에 포함되는 픽셀 정보의 데이터 스캔을 수행하기 이전에, (5) 상기 프로세서는 비어있거나 백색의 배경 픽셀들로부터 상처 흔적을 구분함으로써 상처 흔적을 발견 및 식별한다.
종래에 알려진 다수의 알고리즘을 통하여, 상기 프로세서는 상처 흔적의 폐곡선을 조합하고 상처의 면적과 동일한 상기 폐곡선 내부의 면적을 계산한다. 컴퓨터 디스플레이 스크린에 결과물을 디스플레이하기 전에 상기 이미지와 관련된 데이터 및 이미지의 왜곡 현상을 제거하기 위하여, 다양한 데이터 필터링 방법들이 바람직한 실시예에서 활용될 수 있다. 상처 치료요법의 효율성 및 치료요법의 가능한 수정의 필요성을 식별하기 위한 필요한 도구들을 제공하기 위하여, 다양한 관련 환자의 정보는 습득된 상처 치유 정보와 조합될 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 방법을 논의하기 위하여, 도 7A 및 도 7B를 참조한다. 이들 플로차트 다이아그램은 상처 흔적 데이터를 취득(도 7A)하고, 처리(도 7B)하는 것과 관련된 단계들을 보여준다. 도 7A는 상처 이미지 및 디지털 처리에 충분한 상처 흔적을 취득하는 초기 과정을 보여준다. 이미지 취득 방법(140)은 간병인이 상처를 육안으로 확인하고 상처 부근 또는 내부에 적절한 기준 표시자(reference marker)를 배치하는 단계(142)에서 시작된다. 단계 144에서, 임상의는 디지털 촬영 장치(디지털 카메라)를 위치시키고 화면이 기준 표시자 뿐 아니라 상처의 관심 영역을 커버하는지 확인한다. 단계 146에서, 임상의는 그다음 디지털 촬영 장치로 상처 부위의 디지털 이미지를 캡쳐한다. 상기 기술자/임상의는 그다음 상기에서 논의된 다양한 방법들 중 어느 하나에 따라 상기 디지털 이미지 데이터를 휴대용 PC 장치로 전송한다(단계 148).
단계 150에서, 기술자(technician)는 휴대용 PC 상에 상처 부위의 디지털 이미지 화면을 디스플레이하고, 상기 이미지와 관련된 다양한 인자들(축적(scale), 대비(contrast), 색상, 등등)을 수정하여 레퍼런스 태그(reference tag)에서 상처의 전 영역을 선명하게 보여주도록 한다. 임상의는 그다음 단계 152에서 휴대용 PC의 접촉 감응식 스크린(touch sensitve screen) 상에서 스타일러스로 상처 경계(및 관심 대상이 되는 다른 폐쇄 영역)를 따라 그린다. 본 발명에 따른 방법은 단계 154에서, 아래에서 더욱 상세히 설명될 이미지 처리 절차(image processing routine)를 수행한다. 상기 프로세스 플로차트는 따라서 프로세서 커넥터(156)를 경유하여 플로차트 B에서 계속된다.
도 7B는 상처 이미지가 디스플레이된 휴대용 PC의 스크린 상에서 스타일러스를 이용하여 임상의에 의하여 설정된 상처 흔적의 디지털 이미지 처리와 관련된 다양한 단계들에 대하여 상세히 기술한다. 단계 158은 단계 160에서 시작되어, 기준 표시자가 상처 부위의 디지털 이미지 내에 위치된다. 상술한 바와 같이, 레퍼런스 태그는 이미지 데이터 내부에 있는 픽셀들을 대조시킴으로써 용이하게 구별되는 한정적인 윤곽 경계(definitive outline border)로 구성된다. 이러한 경조(high contrast) 윤곽은, 상처 면적과 관련된 계산이 수행될 때, 상처 그 자체의 이미지를 비율화(scaling)하기 위한 기준 차원(reference dimension)을 제공한다.
그 이후에, 단계 162에서, 프로세서는 휴대용 PC 장치의 터치 스크린 상에서 임상의에 의하여 상처 경계 주위를 따라 그려진 선과 관련된 흔적 데이터를 확인하여 위치시킨다. 면적 계산에 앞서, 처리 과정(processing routine)은 폐곡선 형태의 상처의 존재를 확인하고, 단계 164에서 가능한 정확하게 흔적들을 닫는다. 다른 방법으로, 상기 프로세서는 설정된 흔적들이 처리 시작에 충분하지 않음을 임상의에게 알릴 수 있고, 상처들이 재설정될 것을 요청할 수 있다. 일단 식별되고 배치된 흔적과 관련된 데이터가 설정되면, 상기 데이터는 기준 표시자에 알려진 값들에 따라 비율화(축적화)된다. 단계 168에서, 상기 프로세서는 곡선 내부의 면적을 계산하기 위하여, 식별되고 촬영된 레퍼런스 태그와 관련된 알려진 기하학적 비율 인자들에 기반하여 곡선 윤곽을 따르는 전형적인 적분을 수행한다. 단계 170은 화면에 나타난 상처 이미지의 관심 영역를 강조하고 현재 및 과거 모두의 계산된 값들을 알려주기 위하여 디스플레이 정보 및 특징들을 출력하는 것과 관련된다. 끝으로, 단계 172에서, 현재의 이미지 및 계산된 면적으로 축적된 데이터는 진행 도표 작성(progressive charting) 및 이후의 측정값과의 비교를 위한 목적으로 저장된다. 요약하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 처리 절차는 다음의 디지털 이미지 처리 단계를 포함한다; (1) 상처 부위의 디지털 이미지(포함된 레퍼런스 테그와 함께)가 취득되고 터치 스크린 디스플레이와 결합된 디지털 처리 시스템으로 전송된다; (2) 상처의 특징을 확인(식별)하기 위한 목적으로 이미지의 선명도를 향상시킬 수 있는 기회가 임상의에게 제공된다; (3) 상처 경계를 따라 그리는 것(추적)은 터치 스크린 디스플레이 상에서 이루어짐으로써 상처 경계를 정의하는 데이터 세트가 설정된다; (4) 상처 경계를 정의하는 데이터 세트를 비율화하는 레퍼런스 태그의 취득된 이미지가 참조된다; 그리고, 종래에 알려진 다양한 알고리즘을 통하여, 상기 프로세서는 상처 흔적의 폐곡선을 조합하고, 포함된 그래픽 프레임 또는 기준 표시자와의 비율 미터 비교(ratio metric comparison)를 상처의 면적과 동일한 상기 폐곡선 내부의 면적을 계산한다. 제 1 실시예에서와 같이, 이미지 강조 및 그외 컴퓨터 디스플레이 스크린에 결과를 디스플레이하는 것은 건강 관리 공여자에게 상처 치료 요법을 설정하고, 유지하거나, 및/또는 수정하는데 관련된 정보를 전달한다.
비록 본 발명은 앞서 제시된 바람직한 실시예들에 대하여 기술되었으나, 상기 내용은 본 발명의 권리 범위가 제시된 실시예들에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 특정 환자 및 상처 치유 환경을 수신할 수 있는 당업자에게 본 발명의 수정 변경이 가능하며, 그러한 변경은 본 발명의 사상 및 권리 범위 내에 포함됨을 밝혀 둔다.
상술한 템플릿의 사각형 형상은 근본적으로 설명의 간단화를 위하여 선택된 것이며, 당업자는 상술한 사각형 프레임과 동일한 기능을 달성할 수 있는 다양한 기하 형상이 적용 가능함을 인식할 수 있음이 자명하다. 또한, 휴대용 PC는 임상의가 상처 흔적을 컴퓨터에 설정하는 것을 가능하게 하기 위하여 제공되며, 다른 방법들, 일부는 터치 스크린 디스플레이와 관련되지 않을 수도 있음,이 본 발명의 시스템에 의하여 요구되는 그래픽 데이터 입력을 제공할 수도 있다. 흑백 표면 영역 및 투명 또는 반투명 필름에 대한 실시예는 하나의 실시예에 지나지 않으며, 본 발 명 시스템의 다양한 구성들과 함게 사용될 수 있는 소재에는 제한이 없음을 밝혀 둔다.

Claims (21)

  1. 상처의 디지털 이미지(44) 및 상기 상처(12)를 둘러싸는 면적을 취득하기 위하여, 일반적으로 상처(12)로부터 각을 이루어 이격되게 위치되는 디지털 촬영 장치(42);
    상기 상처(12)와 연계하여 제거 가능하게 위치되는 레퍼런스 태그(32), 상기 레퍼런스 태그(32)는 알려진 규격(known dimension)의 식별 가능한 구성을 가짐; 및
    상기 취득된 디지털 이미지(44)를 수신, 디스플레이, 및 처리하기 위한 상기 디지털 촬영 장치(42)와 데이터 통신하는 디지털 이미지 디스플레이 및 처리 장치(46)를 포함하고,
    상기 디스플레이는, 상기 디지털 이미지(44)가 디스플레이되는 동안 상기 상처(12)의 흔적과 관련된 데이터를 입력하기 위한 그래픽 데이터 입력 장치(50)를 더 포함하고, 상기 디지털 이미지 디스플레이 및 처리 장치(46)는 상기 이미지 및 흔적 데이터에 기초하여 상처 면적을 계산하고 알려주는 것을 특징으로 하는, 상처(12) 영역을 추적하고 결정하기 위한 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 촬영 장치(42)는, 상기 디지털 이미지 디스플레이 및 처리 장치(46)로 디지털 이미지(44) 데이터를 전송하기 위한 데이터 통신 포트를 가지는 디지털 카메라를 포함하는 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 태그(32)는, 배경 및 상기 배경과 육안으로 대비되는 적어도 두 개의 직교 요소(orthogonal elements)를 가지는 평평한 기하 형상(flat geometric shape)을 포함하고, 상기 직교 요소는 알려진 좌표(known dimensions)를 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 태그(32)는 교체 가능(disposable)한 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디지털 이미지 디스플레이 및 처리 장치(46)는, 퍼스널 컴퓨터(PC)를 포함하고,
    상기 PC는,
    취득된 디지털 이미지(44) 데이터를 상기 디지털 촬영 장치로부터 수신하기 위한 데이터 통신 포트;
    상기 디지털 촬영 장치로부터 수신된 상기 취득된 디지털 이미지(44)를 디스플레이하기 위한 이미지 디스플레이 스크린;
    사용자 조작 가능한 장치(50)로부터 입력된 데이터를 수신하기 위하여 상기 이미지 디스플레이 스크린과 연계하여 작동하는 그래픽 데이터 입력 장치(50), 데이터를 입력하기 위한 상기 그래픽 데이터 입력 장치(50)는 상기 이미지 디스플레이 스크린(48) 상에 디스플레이되는 상기 상처(12)의 흔적을 나타냄; 및
    상기 취득된 디지털 이미지(44) 데이터 및 상기 상처(12)의 면적을 계사하기 위한 상기 상처(12) 흔적 데이터를 처리하기 위한 마이크로프로세서를 포함하는 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 퍼스털 컴퓨터(PC)는 휴대용 PC를 포함하고,
    상기 이미지 디스플레이 스크린(48)은, 상기 디지털 이미지(44)를 디스플레이하고 상기 그래픽 데이터 입력 장치(50)와 연동하여 작동하기에 일반적으로 적합한 평면에 위치 가능한 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 퍼스널 컴퓨터(PC)는, 상기 취득된 디지털 이미지(44), 상기 상처(12) 흔적 데이터, 및 상기 계산된 면적 데이터를 유지하기위한 디지털 저장부를 더 포함하는 시스템.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 퍼스널 컴퓨터(PC)는, 상기 취득된 디지털 이미지(44), 상기 상처(12) 흔적 데이터, 및 상기 계산된 면적 데이터를 원격 처리 시스템으로 전송하기 위한 데이터 통신 시스템을 더 포함하는 시스템.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 퍼스널 컴퓨터(PC)는, 상기 디스플레이(48)에 나타나는 상기 취득된 디지털 이미지(44)의 모습을 선택적으로 수정하기 위한 프로그래밍을 더 포함하고, 그러한 디스플레이 수정은 상기 상처(12)의 정의를 향상시키는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 이전 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 취득된 디지털 이미지(44)의 통신을 위하여 상기 디지털 촬영 장치(42)와 상기 디지털 이미지 디스플레이 및 처리 장치(46)를 연결하는 데이터 통신 케이블을 더 포함하는 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디지털 촬영 장치(42) 및 상기 디지털 이미지 디스플레이 및 처리 장치(46) 각각은, 상기 취득된 디지털 이미지(44)를 무선으로 통신하기 위한 무선 데이터 통신 시스템을 더 포함하는 시스템.
  12. 상처(12)와 즉시 연계되는 영역에서 레퍼런스 태그(32)를 제거 가능하게 위치시키는 단계, 상기 레퍼런스 태그(32)는 알려진 규격(known dimension)의 식별 가능한 구성들을 가짐;
    상기 상처(12)로부터 일반적으로 각을 이루어 이격되게 디지털 촬영 장치(42)를 위치시키는 단계;
    상기 상처(12)의 디지털 이미지(44) 및 상기 상처(12)와 즉시 연계되는 상기 면적을 취득하는 단계;
    상기 취득된 디지털 이미지(44)를 나타내는 데이터를 상기 디지털 촬영 장치(42)로부터 상기 디지털 이미지 디스플레이 및 처리 장치(46)로 전송하는 단계, 상기 디지털 이미지 디스플레이 및 처리 장치(46)는 디스플레이(48) 및 그래픽 데이터 입력 장치(50)를 가짐;
    상기 디스플레이 장치(46)에 상기 취득된 디지털 이미지(44)를 디스플레이하는 단계;
    상기 그래픽 데이터 입력 장치(50)를 가지는 상기 디스플레이(48) 상에 취득된 상기 상처(12)의 디지털 이미지(44)의 적어도 일부를 추적하고, 그럼으로써 상기 취득된 디지털 이미지(44)가 상기 디스플레이(48)에 디스플레이되는 동안 추적(흔적) 데이터를 입력하는 단계; 및
    상기 취득된 디지털 이미지(44) 및 상기 입력된 추적(흔적) 데이터에 기초하여 상처 면적을 계산하고 알리는 단계를 포함하는, 상처(12) 영역을 추적하고 결정하기 위한 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 디스플레이에 나타나는 상기 취득된 디지털 이미지(44)의 모습을 선택적으로 수정하는 단계를 더 포함하고, 그러한 디스플레이 수정은 상기 상처(12)의 정의를 향상시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 취득된 디지털 이미지(44), 상기 상처 추적(흔적) 데이터, 및 상기 계산된 면적 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 각단계를 시간을 두고 주기적으로 반복하는 단계 및 상기 취득된 디지털 데이터(44) 및 상기 계산된 면적 데이터의 변화를 추적하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 상처 흔적 내에서 계산된 상기 면적 값 및 시간에 따른 상기 추적된 변화를 화면(visual display)에 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    시간을 두고 취득된 상기 상처 흔적들의 오버레이(overlaid)된 이미지들을 집중적으로 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 방법.
  18. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상처 면적을 계산하고 알리는 단계는,
    상기 상처(12)의 상기 취득된 디지털 이미지(44)를 추적하는 단계에서 입력된 데이터의 공간적 위치를 나타내는 2차원 흔적 데이터 어레이(two dimensional trace data array)를 생성하는 단계;
    상기 취득된 디지털 이미지(44) 내에서 밝고 어두운 픽셀들 사이에의 이미지 경계 수준(image threshol level)을 설정하는 단계;
    상기 상처(12)와 연계하여 위치되는 상기 레퍼런스 태그(32)와 관련된 디지털 이미지 데이터를 확인하고 위치시키는 단계;
    상기 레퍼런스 태그(32)에 대한 알려진 실제의 좌표 값들(known actual dimensional values)에 따라 적어도 2개의 직교 공간 좌표(orthogonal spatial dimensions) 내에서 상기 흔적 데이터 어레이(trace data array)를 비율화(scaling)하는 단계;
    상기 상처 흔적의 경계 내부 면적을 계산하기 위하여 상기 흔적 데이터 어레이에 대하여 적분 함수를 수행하는 단계; 및
    상기 상처 흔적의 경계 내부에 대한 상기 계산된 면적값을 디스플레이하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 흔적이 만들어질 때, 상기 상처 흔적을 상기 디지털 이미지 디스플레이 및 처리 장치(46)의 디스플레이(48)에 디스플레이하는 단계, 및 상기 흔적을 폐쇄 곡선(closed curve)으로 완성한 뒤 상기 흔적의 내부 영역을 단색으로 채우는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 제 12 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상처(12)에 대한 상기 취득된 디지털 이미지(44)의 적어도 일부를 추적하는 단계는, 상처(12)와 관련된 손상된 조직 영역의 주변 가장자리의 폐쇄된 이미지 윤곽을 추적하는 단계를 포함하는 방법.
  21. 제 12 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상처(12)에 대한 상기 취득된 디지털 이미지(44)의 적어도 일부를 추적하는 단계는, 상처(12) 내의 생리학적 특성을 가지는 적어도 두 개의 영역에 대한 다수의 폐쇄된 이미지 윤곽을 추적하는 단계를 포함하는 방법.
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