KR20190021477A - 자동화 시스템 및 모발 제거 방법 - Google Patents

Abstract

신체 표면으로부터 모발을 제거하는 자동화 시스템 및 방법이 제공된다. 이 방법 및 시스템은 반자동일 수도 있고 전자동일 수도 있다. 이 방법의 단계 중 일부는 모발 성장 기간을 결정하는 단계 및 결정된 모발 성장 기간에 적어도 부분적으로 기초해서 이식할 모낭을 선택하는 단계를 포함한다. 에너지 전달 장치가 로보트 아암에 부착되고, 이식할 모낭에 정렬되도록 지향될 수 있다.

Description

자동화 시스템 및 모발 제거 방법

본 개시는 정밀 진단 및 치료용 의료 시술을 실행하기 위한 이미지 가이드식 로보트 시스템에 관한 것이며, 상세하게는 모발 제거를 포함한 모발 및 피부 치료 시술을 위해서 목표로 하는 피부 조직 영역 및 피하 조직 영역을 향해서, 에너지를 신체 표면으로 또는 그 안으로 통제하면서 인가하는 자동화(예컨대, 로보트) 시스템 및 방법에 관한 것이다.

모발 이식, 모발 제거, 치료 주사와 미용 주사, 문신 시술과 제거, 및 환자 신체의 목표로 하는 영역에 에너지가 인가되는 다양한 과정을 포함한, 치료 목적 및 미용(미학과 재건 모두) 목적 모두로 현재 많은 시술이 수행되고 있거나 혹은 상정되고 있다. 치료용의 또는 미용용의 피부 및 모발 치료를 위해서, 에너지는 전형적으로 피부 조직 영역에 인가되지만, 일부 피하 조직 영역으로 침투될 수 있다. 예컨대, 현재 모발 제거, 주름 치료를 위한 레이저 피부 박피, 문신 제거, 논애블러티브(nonablative) 피부 치료 등과 같은 많은 피부 및 모발 시술에서 레이저가 사용되고 있다. 일반적으로 이러한 이들 시술은 휴대형 레이저 조사기를 사용하는 것을 포함한다. 사용되는 레이저의 타입 그리고 이에 포함되는 물리적인 및/또는 화학적 공정은 시술의 타입에 따라서 달라진다. 그러나, 치료 및 미용을 위해 레이저 및 RF 에너지를 인가하는 현재의 시스템은, 레이저의 위치 조정, 조준 및 동작에 수동 기술을 사용하고 있다. 수동 기술을 사용한 치료는 시간이 오래 걸리고 지루하다. 또한, 레이저 및 RF 장치가 수동으로 위치 조정되고 동작되기 때문에, 시술의 효율은 운영자에 따라 달라져서, 일정하지 않다.

미국 특허 제6,585,746호는 로보트 아암 및 이 로보트 아암과 연결된 모낭 삽입기를 포함하는, 로보트를 이용한 모발 이식 시스템을 개시하고 있다. 로보트 모발 이식의 추가적인 개선은 물론 특히 에너지 전달 장치와 같은 툴을 정확한 위치에 타깃팅하고 수회 이동시켜야 하는 시술에서, 에너지를 환자 신체의 치료 영역에 인가하는 것을 포함한 다른 미용, 진단 및 치료 시술을 수행하는 자동화(예컨대, 로보트) 장치 및 방법의 개발이 요구되고 있다.

본 개시의 전반적인 측면에 따라서, (비한정의 예로서) 모발 제거 및/또는 이식, 반복 바늘 주입(예컨대, 콜라겐 필러, 멜라노사이트(melanocyte), 문신 잉크의 전달을 위한), 문신 혹은 점 제거, 레이저 또는 RF(radio frequency) 에너지의 인가, 크라이오 테라피(예컨대, 점 또는 사마귀 제거), 패턴화된 미세 조직 제거(예컨대, 종래의 '얼굴 리프트' 시술 대신으로) 및 현재 인간 제어식 장치를 사용해서 수행되는 임의의 다른 시술과 같이, 정확하게 통제되는 진단 및 치료용 의료 시술을 수행하는데 이미지 가이드식 로보트 시스템과 같은 자동화 시스템이 사용되고 있다.

일부 실시예에 따라서, 자동화 시스템은 예컨대, 피부암 스크리닝을 위해 정확한 이미지 데이터를 획득하는 것 및 초음파 진단을 수행하는 것과 같은 진단 평가를 수행하는데 사용될 수도 있다. 다양한 실시예에서, 로보트 시스템은 일반적으로, 시스템 컨트롤러에 의해 제어되는 로보트 아암, 로보트 아암의 전단부(툴단부)에 연결된 엔드 이펙터 어셈블리 및 이미지 획득 시스템을 포함하며, 이미지 획득 시스템은 이미지를 획득하기 위해서 엔드 이펙터 어셈블리에 연결된 하나 이상의 고속 카메라를 포함하고, 이미지는 처리되어서 "비주얼 서보잉" 처리를 사용해서 로보트 아암의 이동을 위한 제어 신호를 제공한다.

일부 실시예에 따라서, 제모 즉 불필요한 모발의 제거를 위한 자동화 시스템이 제공되며, 이 시스템은 이동 가능 아암과, 이동 가능 아암에 탑재된 툴과, 이동 가능 아암에 탑재된 하나 이상의 카메라와, 하나 이상의 카메라에 의해 획득된 이미지를 수신해서 처리하도록 구성된 프로세서 및 프로세서와 동작적으로 연계되며, 하나 이상의 카메라에 의해 획득된 이미지를 처리한 것에 적어도 부분적으로 기초해서 이동 가능 아암을 위치 조정하도록 구성된 컨트롤러를 포함하며, 여기서 이동 가능 아암은, 인접한 신체 표면에 대해서 툴을 원하는 방향으로 위치 조정할 수 있도록, 위치 조정 가능한 것이다.

비제한의 예로서, 자동화 시스템은 로보트 시스템이 될 수 있으며, 여기서 이동 가능 아암은 로보트 아암이고, 프로세서 및 컨트롤러는 로보트 아암의 비주얼 서보잉에 의해서 툴을 위치 조정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서 단일 카메라가 사용될 수도 있으며, 여기서 프로세서는 로보트 아암의 툴 프레임 기준 좌표계로 카메라의 기준 좌표계를 등록하도록 구성된다. 예컨대, 프로세서는, 로보트 아암이 툴 프레임 기준 좌표계의 하나 이상의 축을 따라서 이동함에 따라서 획득되는 고정된 교정 타깃(calibration target)의 이미지에 기초해서, 툴 프레임 기준 좌표 시스템에 카메라 기준 좌표계를 등록할 수 있다. 다른 예로서, 한쌍의 카메라가 로보트 아암에 탑재될 수 있으며, 여기서 프로세서는 카메라의 각각의 기준 좌표계를 서로에 대해 및 로보트 아암의 툴 프레임 기준 좌표계에 등록하도록 구성되어 있다. 또한, 프로세서는, 로보트 아암이 툴 프레임 기준 좌표계의 하나 이상의 축을 따라서 이동됨에 따라서 획득되는 고정된 교정 타깃의 이미지에 기초해서 툴 프레임 기준 좌표계에 각각의 카메라 기준 좌표계를 등록할 수 있다. 또 다른 예로서, 하나 이상의 카메라는 로보트 아암에 탑재된 각각의 제 1 및 제 2 카메라 쌍를 포함하며, 제 1 쌍은 제 1 시야의 이미지를 획득하도록 포커싱되고, 제 2 쌍은 제 1 시야보다 실질적으로 좁은 제 2 시야의 이미지를 획득하도록 포커싱된다. 이 실시예에서, 프로세서는 제 1 및 제 2 카메라 쌍의 각각의 기준 좌표계를 서로에 대해 및 로보트 아암의 툴 프레임 기준 좌표계에 등록하도록 구성되어 있다. 또한, 프로세서는, 로보트 아암이 툴 프레임 기준 좌표계의 하나 이상의 축을 따라서 이동됨에 따라서 획득되는 고정된 교정 타깃의 이미지에 기초해서 툴 프레임 기준 좌표계에 각각의 카메라 기준 좌표계를 등록할 수 있다.

다양한 실시예에서, 프로세서는 하나 이상의 카메라에 의해 획득되는 이미지에서 모낭 유닛의 개략 물리 경계를 식별하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 프로세서는, 신체 표면에 매립된 피하 기부 영역 및 신체 표면으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 전단부 영역을 포함하는, 획득된 이미지에서 캡쳐된 모낭 유닛의 개략 물리 경계를 식별하도록 구성될 수 있으며, 여기서 이미지는 피하 이미지를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 신체 표면에 공기 스트림을 분사시키도록, 이동 가능 아암 상에 공기 분사기(air jet)가 제공된다. 또 다른 실시예에서, 사용자가 프로세서 및 컨트롤러 중 적어도 하나에, 제거될 또는 이식될 모낭 또는 모낭 유닛의 위치, 포지션, 방향, 및 깊이 중 하나 이상에 관해 명령어를 입력하도록, 유저 인터페이스가 제공된다.

다른 실시예에 따르면, 모발을 제거, 파괴 혹은 제모하는 자동화 시스템은 이동 가능 아암, 이동 가능 아암에 탑재된 툴, 한 쌍의 카메라, 카메라에 의해 획득된 이미지를 수신해서 처리하도록 구성된 프로세서(프로세서는 카메라의 각각의 기준 좌표계를 서로에 대해서 등록하도록 구성됨) 및 프로세서에 동작적으로 연계되며 카메라에 의해 획득되어 처리된 이미지에 적어도 부분적으로 기초해서 이동 가능한 아암을 위치 조정하도록 구성된 컨트롤러를 포함하며, 여기서 이동 가능 아암은, 툴이 인접한 신체 표면에 대해 원하는 방향으로 위치 조정될 수 있도록 위치 조정 가능하다. 비제한의 예로서, 자동화 시스템은 로보트 시스템이 될 수 있으며, 여기서 이동 가능 아암은 로보트 아암이고, 프로세서는 로보트 아암의 툴 프레임 기준 좌표계에 각각의 카메라 기준 좌표계를 등록하도록 더 구성된다. 이러한 실시예에서, 프로세서 및 컨트롤러는 로보트 아암의 비주얼 서보잉에 의해서 툴을 위치 조정하도록 구성될 수 있다.

본 개시의 또 다른 측면에 따라서, 자동화 시스템의 이동 가능 아암에 위치된 툴을 피부 상의 관심의 위치 혹은 물체와 정렬시키는 방법이 제공된다. 이 방법은 이동 가능 아암에 위치된 툴과 이동 가능 아암에 위치된 적어도 2개의 카메라 사이의 고정 관계를 결정하는 단계(여기서 툴은 조직을 조작할 수 있다)와, 피부 상의 관심의 위치 혹은 물체를 선택하는 단계와, 적어도 2개의 카메라로부터 관심의 위치 혹은 물체의 위치 오프셋을 식별하는 단계와, 식별된 오프셋 및 적어도 2개의 카메라와 툴 사이의 고정 관계로 툴의 정렬을 유지하는 것에 기초해서, 이동 가능 아암을 자동으로 이동시켜서 툴과 피부 상의 관심의 위치 혹은 물체를 정렬시키는 단계를 포함한다. 예컨대, 자동화 시스템은 로보트 시스템일 수 있으며, 여기서 이동 가능 아암은 로보트 아암이고, 프로세서는 각각의 카메라 기준 좌표계를 로보트 아암의 툴 프레임 기준 좌표계로 등록하도록 더 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 관심의 물체는 모발이고, 툴과 모발을 정렬시키도록 이동 가능 아암을 자동으로 이동시키는 단계는 툴의 길이 축과 모발의 피부 상의 길이방향 줄기나 혹은 예컨대, 신체 표면에 대한 모발의 출현 각(emergence angle)에 따라서 달라지는 모발의 피부 아래 예상 줄기를 정렬시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 툴을 지향시키는 방법은 관심의 모낭의 출현 각을 결정하는 단계와, 툴의 최소 접근 각도를 선택하는 단계와, 관심의 모낭의 출현 각과 툴의 최소 접근 각을 비교하는 단계와, 관심의 모낭의 출현 각과 툴의 최소 접근 각의 비교 결과에 기초해서 관심의 모낭에 대해 툴을 지향시키는 단계를 포함한다. 툴을 지향시키는 단계는 툴이 동작적으로 접속되는 로보트 아암을 자동으로 이동시키는 단계나, 다양한 모터 및 메커니즘을 가동시켜서 툴의 위치/방향을 변경하는 단계, 혹은 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 툴의 최소 접근 각을 선택하는 것은 일정 영역 내의 복수의 모발의 평균 즉 중간 출현 각에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 툴을 지향 혹은 정렬시키는 방법은 관심의 모낭의 출현 각을 결정하는 단계와, 사전 결정된 오프셋 각도를 선택하는 단계와, 관심의 모낭의 결정된 출현 각도 및 사전 결정된 오프셋 각도에 기초해서 관심의 모낭에 대해 툴을 지향시키는 단계를 포함할 수 있다. 사전 결정된 오프셋 각도는 0과 45도 사이의 각도, 예컨대, 10~20도 사이의 범위를 포함할 수 있다.

전술한 방법을 구현하도록 구성 혹은 프로그래밍된 프로세서를 포함하는 자동화 시스템 또는 장치가 또한 제공된다. 이러한 프로세서는 개시된 방법의 다양한 단계를 수행하는 명령어를 실행하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 자동화 시스템은 또한 이미징 장치 및 이미지 프로세서를 포함하고, 이미지 프로세서는 방법의 다양한 단계의 구현을 제어하는 별도의 프로세서 혹은 동일한 프로세서의 일부가 될 수 있다.

본 개시의 다른 측면에 따라서, 모발 및 피부 치료 시술을 위해 목표로 하는 조직 영역(치료 위치)을 향해서 환자의 피부 층으로 혹은 이를 통과해서 에너지를 통제 인가하는 자동화(예컨대, 로보트) 시스템 및 방법이 제공된다. 치료 위치는, 피부, 피부 층 내의 조직, 모발 및/또는 피부 바로 아래의 피하 지방 층 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 자동화 치료 시스템은 이동 가능 아암(예컨대, 로보트 아암)에 위치된 에너지 전달 장치를 포함한다. 이 시스템은 또한 이동 가능 아암의 이동을 제어하고, 선택적으로 툴의 이동/동작을 제어하도록 구성된 프로세서 및/또는 컨트롤러를 포함한다. 툴의 동작은 별도의 프로세서/컨트롤러에 의해서 및/또는 다양한 메커니즘에 의해서 제어될 수도 있다. 이 시스템은 또한 하나 이상의 이미징 장치를 포함할 수 있으며, 프로세서 및/또는 컨트롤러가 하나 이상의 이미징 장치(예컨대, 카메라)에 의해 획득된 이미지에 적어도 부분적으로 기초해서 이동 가능 아암(및 선택적으로는 툴)의 이동을 지시할 수 있다. 이 카메라는 관심 영역의 피부 및/또는 모발에 관한 정보를 포함한 관심 영역에 관한 정보 및 치료 위치에 대한 에너지 전달 장치의 위치를 제공하도록 구성될 수 있다. 카메라는 이동 가능 아암에 위치될 수도 있고, 다른 아암에 위치될 수도 있으며, 혹은 시스템의 일부 다른 구조에 위치될 수도 있다. 이와 달리, 이미징 장치(들)는 별도의 장치가 될 수도 있으며, 자동화 치료 시스템은 이러한 별도의 이미징 장치(들) 등으로부터 획득한 이미지를 수신하도록 구성된 인터페이스를 포함할 수 있다.

에너지 전달 장치는, 비한정의 예로서 이하 설명되는 임의의 레이저 및 광원을 포함하는, 치료 혹은 미용 에너지를 피부 및 피하 조직 영역에 인가하는 임의의 적절한 장치가 될 수 있다. 에너지 전달 장치는 임의의 원하는 형태로 에너지를 전송하도록 선택될 수 있다. 비한정의 예로서, 에너지는 레이저 또는 다른 에너지 소스, 초음파, 전기 혹은 자기를 사용하는 무선 주파수, 가시광, 마이크로파, x선, 적외선 등을 포함한 전자기 에너지가 될 수 있지만 이것으로 한정되는 것은 아니다. 에너지 전달 장치는 이동 가능 아암에 일체화될 수도 있다. 일부 실시예에서, 에너지 전달 장치의 전력 유닛은 이동 가능 아암의 에너지 전달 장치와 일체화될 수도 있고, 혹은 이와 달리 이동 가능 아암 이외에 위치되고 에너지는 전력 유닛으로부터 이동 가능 아암에 부착된 에너지 전달 장치로 향할 수도 있다. 예컨대, 레이저 전력 유닛은 로보트 아암로부터 이격되어 위치될 수 있고, 로보트 아암에 부착된 렌즈 혹은 다른 에너지 전달 장치와 같은, 로보트 아암의 에너지 전달 장치로 레이저 빔(에너지)을 향하게 하는데 광섬유 케이블이 사용될 수 있다.

유저 인터페이스가 프로세서 및/또는 컨트롤러에 동작적으로 연결되고, 이는 카메라에 의해 촬상된 이미지 혹은 카메라에 의해 촬상된 이미지의 처리 결과로서 생성된 정보/이미지를 디스플레이하도록 구성된다. 사용자 인터페이스는 또한 사용자가 치료를 위해, 다른 가능한 파라미터 중에서 치료 위치의 소망의 영역, 치료에 사용되는 에너지 장치의 타입, 강도 혹은 기간, 스폿 크기 및/또는 플루엔스와 같은 입력 파라미터 및/또는 명령어를 입력할 수 있도록 구성될 수 있다. 사용자 인터페이스는 또한, 비제한의 예로서, 치료 위치, 치료에 사용되는 에너지 장치의 타입, 강도 혹은 기간, 스폿 크기 및/또는 플루엔스를 포함하는, 로보트 시스템(25)과 같은 시스템에 의해서 자동으로 제안될 수 있는 파라미터/명령어 중 하나 이상을 사용자에게 디스플레이하고, 자동으로 제안되는 파라미터 중 하나 이상을 사용자가 수정, 수용 혹은 삭제하는 것을 가능하게 하도록 구성될 수 있다.

또 다른 실시예에 따라서, 자동화 시스템을 사용해서 제모 즉 모발을 제거하는 방법이 제공된다. 이 방법은 이미징 장치에 의해 획득된 이미지에서, 신체 표면 영역 내의 원치않는 모낭의 위치 및 방향을 자동으로 식별하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 또한 식별된 원치않는 모낭을 가진 신체 표면의 영역의 피부 색소 값을 자동으로 측정해서 할당하는 단계와, 식별된 원치않는 모낭 중 일부 혹은 전부의 모발 색소 값을 자동으로 측정해서 할당하는 단계 중 하나 이상을 포함한다. 하나 이상의 식별된 원치않는 모낭의 할당된 모발 색소 값 및 할당된 피부 색소 값 중 하나 이상에 기초해서, 자동화 시스템에 동작적으로 접속된 복수의 에너지 전달 장치 중에서 하나의 에너지 전달 장치가 자동으로 선택된다. 하나 이상의 식별된 모낭 중 하나의 식별된 위치 및 방향에 기초해서, 선택된 에너지 전달 장치가 하나 이상의 식별된 모낭과 정렬되도록 지향될 수 있다. 자동 정렬은 하나 이상의 식별된 모낭의 모발 줄기 부분의 일반적인 방향과 자동으로 정렬시키는 것을 포함할 수 있으며, 일부 실시예에서, 자동 정렬은 피부 표면 아래의 모발 줄기 부분의 일반적인 방향과 자동으로 정렬시키는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 이 방법은 하나 이상의 식별된 모낭 중 하나를 제모하도록 에너지 전달 장치를 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 모낭을 식별하는 것은 성장기 모발 성장 기간에 있는 모낭을 식별하는 것을 포함할 수 있으며, 이는 모발 직경을 식별하는 것을 포함할 수 있다.

전술한 방법을 실시하도록 구성 혹은 프로그래밍된 프로세서를 포함하는 자동화 시스템 또는 장치가 또한 제공된다. 이러한 프로세서는 개시된 방법의 다양한 단계를 수행하는 명령어를 실행하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 자동화 시스템은 또한 인터페이스, 이미징 장치, 로보트 아암 및 로보트 아암에 연결된 툴을 포함할 수 있다. 툴은 하나 이상의 에너지 전달 장치를 포함할 수 있으며, 이는 사용자에 의해서 또는 시스템에 의해서 자동으로 선택적으로 가동될 수 있다. 이 장치는 목표로 하는 모낭에 공기 스트림을 지향시키도록 구성된 공기 분사기를 포함할 수 있으며, 프로세서는 에너지 전달 장치와 정렬되도록 공기 분사기를 자동으로 지향시키고 에너지 전달 장치의 가동과 동시에 공기 분사기를 가동하는 명령어를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 프로세서는 피부의 색소 값에 기초해서 및 식별된 성장기 모발의 색소 및 식별된 성장기 모발의 직경 중 하나 이상에 기초해서 선택된 에너지 전달 장치가 (연속으로 혹은 펄스로) 동작되는 시간을 결정하도록 구성된다.

또 다른 측면에 따라서, 자동화 시스템을 사용한 제모 방법이 제공된다. 이 방법은 이미징 장치에 의해 획득된 이미지 내에서 피부 표면의 영역 내의 하나 이상의 원치않는 모낭의 위치 및 방향을 자동으로 식별하는 단계와, 하나 이상의 모낭 중 어느 것이 성장기 모발 성장 기간에 있는지 자동으로 결정하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 이 방법은 선택적으로 식별된 원치않는 모낭 중 일부 혹은 모두에 대해서 모발 색소 값을 자동으로 측정하고 할당하는 단계 및 식별된 원치않는 모낭을 가진 신체 표면의 영역 내에서 피부 색소 값을 자동으로 측정해서 할당하는 단계 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 성장기 모발 성장 기간의 식별된 모낭에 기초해서 (및 선택적으로는 할당된 모발 색소 값 및/또는 피부 색소 값에 기초해서), 하나 이상의 모낭이 제모를 위해서 선택된다. 제안되는 방법에 따라서, 에너지 전달 장치가 선택되고, 제모를 위해 선택된 하나 이상의 모낭에 대해서 위치 및 방향이 조정되도록 지향될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 모낭 중 어느 것이 성장기 모발 성장 기간에 있는지 결정하는 단계는 모발 줄기의 적어도 피부 상의 부분의 직경을 결정하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 이 방법은 제모되는 모낭에 공기의 스트림을 지향시키는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 모낭에 대해 위치 및 방향이 조정되도록 에너지 전달 장치를 지향시키는 단계는 모발 줄기의 일반적인 방향과 에너지 전달 장치를 정렬시키는 단계나, 모발 줄기의 피부 아래의 부분의 일반적인 방향과 에너지 전달 장치를 정렬시키는 단계나, 혹은 피부 표면 상의 모낭 중 하나의 모발 줄기의 일반적인 방향에 대한 오프셋 각도로 에너지 전달 장치를 지향시키는 단계를 포함한다.

전술한 방법을 구현하도록 구성 혹은 프로그래밍된 프로세서를 포함하는 자동화 시스템 또는 장치가 또한 제공된다.

따라서, 본 개시의 자동화 치료 시스템 및 방법은 현재의 수동 기술에 비해서 더 표준화되고 일정한 치료 에너지의 인가를 제공할 뿐만 아니라, 이러한 시술을 더 정확하고, 효율적으로 하며, 시간을 단축시키고, 잠재적으로는 고통 및 주변 조직에 대한 손상 가능성을 감소시킨다.

본 개시의 이러한 목적 및 이점 그리고 다른 목적 및 이점이 첨부된 도면과 함께 이하의 상세한 설명으로부터 자명할 것이다.

본 명세서에서 설명되는 실시예의 특징 및 이점은, 첨부된 도면에 비제한의 예시로서 도시되어 있으며, 도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 가리킨다.
도 1은 환자의 피부 표면 상의 타깃 위치에서 엔드 이펙터 툴 즉 툴의 위치 및 방향을 조정하기 위한 로보트 아암을 포함하는, 이미지 가이드식 로보트 시스템의 실시예를 도시한다.
도 1a는 일부 실시예에 따른 위치 조정 어셈블리를 구비한 툴의 예이다.
도 2는, 도 1의 로보트 아암에 고정되어 있으며, 로보트 아암 및 부착된 엔드 이펙터 툴 어셈블리의 이동을 가이드하기 위해 다수 시야로부터 이미지 데이터를 캡쳐하는데 사용되는 제 1 및 제 2 스테레오 카메라 쌍을 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 다수의 에너지 전달 장치가 본 개시에 따른 로보트 시스템의 하우징 내에 수용되는 방식의 일부 대안의 예를 도시한다.
도 3은, 도 2의 시스템의 클로즈업 사진으로, 엔드 이펙터 툴을 보다 명확하게 도시한다.
도 4는 단일 카메라의 광축 및 관련 카메라 기준 프레임을 교정하는 과정의 흐름도로, 이 카메라가 부착되는 로보트 아암의 전단부(동작단)에는 툴 프레임이 성립되어 있다.
도 5는 긴 엔드-이펙터 툴, 예를 들어 선택된 모발의 모낭을 채취 및/또는 이식하는데 사용되는 툴을 정렬(위치 및 방향 모두)하기 위한 반복 과정의 흐름도이다.
도 5a 및 5b는 본 개시에 따른, 모발에 대한 에너지 전달 장치의 일부 대안의 정렬/방향의 예를 나타낸다.
도 6은 인간 두피 상의 관심 영역의 모낭 유닛의 카메라 이미지를 도시한다.
도 7은 카메라 기준 프레임에 대한 모발의 예시적인 위치 및 방향, 즉 x, y 오프셋, 및 면내 각도와 면외 각도에 의해 정의되는 위치 및 방향을 도시한다.
도 8은 관심 영역에서 예를 들어 인간의 두피에서, 다수의 모낭 각각의 위치 및 방향을 식별하고, 이후 식별된 모낭 혹은 모낭 유닛 중 일부 또는 전부를 제거하는 자동화 과정의 흐름도이다.
도 9는 스테레오 카메라 쌍으로부터 획득된 이미지를 사용해서 관심 영역에서 모낭 유닛 또는 모발을 식별하고, 이후 식별된 모낭 유닛 또는 모발의 각각의 위치 및 방향을 계산하는 알고리즘의 흐름도이다.
도 10은 이미지 가이드식 로보트 시스템의 자동 가이드 특징을 도시하는 흐름도이다.
도 11은 일부 실시예에 따른, 자동화 모발 제거를 위한 일반적인 방법의 예에 대한 흐름도이다.
도 12는 일부 추가 실시예에 따른 자동화 모발 제거를 위한 일반적인 방법론의 다른 예의 흐름도이다.
도 13은 모발 성장 기간의 개략도를 도시한다.
도 14는 본 명세서에 설명되는 다양한 실시예와 함께 사용될 수 있는 피부 텐셔너의 예를 도시한다.

도 1은 어뎁트 테크놀러지 사(www.adept.com)에서 제조되어 배포되는 타입의 프로그래밍 가능 로보트 아암(27)을 포함하는 이미지 가이드식 로보트 시스템(25)을 나타내고 있다. 본 개시의 실시예에 대해 적합한 로보트 아암 어셈블리의 다른 소스는 쿠카 로보트 그룹(www.kuka.com)에 의해 제조되어 배포된다. 로보트 아암(27)은 잘 알려져 있는 바와 같이, 6 자유도(x, y, z, ω, ρ,ｒ)로 전단 단부판(20)의 정밀하게 제어된 이동을 제공한다. 이러한 전단 판의 이동은, 로보트 아암(27)의 각각의 아암 조인트(34)에 위치된 각각의 모터 및 인코더에 의해 고도의 반복 가능성 및 정확성(예컨대, 20마이크론까지)으로 제공된다.

인간 또는 동물 환자에 여러 가지의 시술을 행하기 위해서 로보트 아암(27)의 전단 단부판에 다수의 상이한 엔드 이펙터 툴 및/또는 어셈블리가 부착될 수 있다. 예로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 엔드 이펙터 어셈블리 또는 툴 어셈블리(30)는 인간 두피 내에서/로부터 모낭을 채취 및 이식하도록 설계된다. 본 개시의 실시예가 도 2에 도시된 툴(40)과 같은 다양한 타입의 엔드-이펙터 툴, 및 로보트 아암(27)의 성능을 이용하는 진단 및 치료 의학 시술을 수행하는 어셈블리를 사용해서, 환자의 피부 표면의 소망의 위치에 각각의 툴(예를 들어, 바늘, 레이저) 또는 어셈블리를 신속하고 정확하게 위치시킬 것이라는 것을 이해할 것이다. 엔드-이펙터 어셈블리 자체가 제어 가능한 이동 부분을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 하나의 엔드-이펙터 어셈블리는, 정확하게 목표 반복 주사를 진피를 통해 전달하는데 사용되는 왕복 바늘을 포함한다.

이미지 가이드식 로보트 시스템(25)의 로보트 아암(27)에 부착된 툴 어셈블리(30)는 에너지 전달 장치 또는 툴(40), 및 에너지 전달 장치(40)를 제어하여 치료 위치(예를 들어 신체 표면의 특정 영역)에 선택된 방향으로 사전 결정된 에너지 값를 전달하도록 되어 있는 대응하는 제어 모듈을 포함할 수 있다. 대안적으로, 제어 모듈(들)은 다른 위치에 있을 수 있고, 따라서 제어 모듈이 에너지 전달 장치를 적절하게 작동시킬 수 있도록 필요한 상호 연결부가 제공될 수 있다. 툴 어셈블리(30)는 예를 들어 그 하우징 내에 전력 유닛(22)을 포함할 수 있으며, 전력 유닛은 에너지 전달 장치 또는 툴(40)에 전달된 에너지를 발생시키고, 여기서 에너지 전달 장치 또는 툴은 목표 치료 위치로 에너지를 전달한다. 일부 구성에서, 툴 어셈블리(30)는 도 2a 및 2b를 참조해서 보다 상세하게 설명된 바와 같이, 로보트 아암(27)에 부착된 적어도 2개의 에너지 전달 장치 및 대응하는 제어 모듈(들)을 포함할 수 있다. 일 구성에서 예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이, 하우징 또는 모듈(72) 내에 적어도 2개의 에너지 전달 장치(70)가 배치될 수 있으며, 하우징을 센터(76) 둘레로 인덱싱하는 인덱싱 메커니즘(74)이 적어도 2개의 에너지 전달 장치(70) 중 하나를 선택을 가능하게 한다. 예를 들어, 도 2b에 도시된 바와 같은 다른 구성에서, 하우징 또는 모듈(82) 내에는 적어도 2개의 에너지 장치(80)가 배치될 수 있지만, 이들 모두는 단일 지점을 향하거나 실질적으로 단일 지점을 향해서 포커싱되도록 구성된다. 단일 지점을 향하고 포커싱하는 데는 적절한 추가 렌즈 또는 다른 컴포넌트를 이용할 수 있으며, 이 컴포넌트는 하우징 또는 모듈(82)이나 또는 다른 위치에 부착된다. 이러한 방식으로, 하우징의 인덱싱은 요구되지 않으며, 적어도 2개의 에너지 장치(80) 중 하나의 선택은, 선택된 에너지 장치를 "온" 상태로 가동하거나 또는 스위칭함으로써 달성된다. 가동되지 않거나 스위칭 "온"되지 않은 에너지 장치(80)는 디폴트로 선택되지 않는다. 도 2a 및 2b에 예로 도시된 하우징 또는 모듈(72, 82)은 선형, 원통형, 원형일 수도 있고 또는 목적을 달성하는 임의의 다른 형태를 취할 수도 있다. 바람직하게는, 하우징 또는 모듈(72, 82)은 시스템(25)으로부터 쉽게 분리되어서 전체 시스템으로 다시 연결될 수 있으므로, 에너지 장치의 다양한 조합이 상이한 개별 하우징 또는 모듈(72, 82)에 배치될 수 있어서 운영자가 용이하게 선택할 수 있다.

로보트 아암(27)은 안정된 플랫폼 상에 탑재된 기저부를 갖는다. 목표로 하는 환자의 (시술이 수행될) 신체 표면은 에너지 전달 장치(70, 80)가 전달하는 방향과 일직선이 되도록 로보트 아암(27)에 대해 위치된다.

도 1a는 일부 실시예에 따른 로보트 시스템(25)의 전단부를 나타낸다. 로보트 시스템(25)은 힘 센서(도시 생략) 및 포지셔닝 어셈블리(106)를 포함할 수 있다. 힘 센서는 포지셔닝 어셈블리(106) 내에 위치될 수 있고, 예를 들어 3개의 다른 직교 방향(X, Y, Z)에서 힘(Fx, Fy, Fz)을 감지하도록 구성될 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 힘 센서는, 이 힘 센서로부터 데이터를 수신하는 컴퓨터(120)에 연결될 수 있다. 도시된 실시예에서, 포지셔닝 어셈블리(106)는 툴(40)과 맞물리기 위한 홀딩 유닛(109)을 포함할 수 있고, 또한 복수의 위치 조정기(107a-107c)를 가질 수도 있다(적용 가능한 경우). 홀딩 유닛(109)은 툴 어셈블리(30)의 다양한 부분과 맞물리도록 구성되어서, 툴 어셈블리(30)가 전체적으로 포지셔닝 어셈블리(106)에 의해 포지셔닝될 수 있게 된다. 일부 실시예에서, 포지셔닝 어셈블리(106)는 툴 어셈블리(30)의 다양한 컴포넌트를 이동시키도록 하나 이상의 모터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 모발 제거 또는 목표 물체(예를 들어, 모발)로의 에너지 전달에 사용되는 시스템과 관련하여, 포지셔닝 어셈블리(106)는 에너지 전달 툴의 포지셔닝 및 조준 기능을 제공하는 컴포넌트를 가질 수 있다. 예를 들어, 에너지 전달 장치는 프로세서 또는 컨트롤러의 제어하에서 에너지 전달 장치에 의해 전달되는 에너지를 소망의 방향으로 향하게 하는 타깃팅 어셈블리를 포함할 수 있다. 당업자는 예를 들어, 타깃팅 어셈블리가, 에너지가 전달되는 방향을 제어하기 위한 하나 이상의 거울, 렌즈 또는 다른 액세서리를 포함할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 다른 구성에서, 에너지 전달 장치는 또한 로보트 아암(27)의 전단부에 부착된 별도의 타깃팅 어셈블리 상에 탑재될 수도 있다. 타깃팅 어셈블리는 일부 제한된 모션(전형적으로는 로보트 아암(27)에 의해 제공되는 모션 이외의) 및 에너지 전달 장치의 조준을 제공하도록 구성될 수 있다.

본 명세서에 상세하게 설명하는 바와 같이, 로보트 아암(27)의 움직임은, 예를 들어 로보트 아암의 전단부에 부착된(엔드-이펙터 어셈블리(30)에 인접하여) 한 쌍의 "스테레오" 카메라(28)에 의해 획득된 이미지 데이터로부터 도출된 제어 신호에 응답하여, 시스템 제어기(도시하지 않음)에 의해 지배된다. 다른 실시예에서는, 이미지 획득을 위해 단 하나의 카메라만이 사용되면 된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이(또한 본원에서보다 상세하게 설명됨), 다양한(즉, 더 넓고 좁은) 시야를 캡쳐하기 위해서 다수 쌍의 스테레오 카메라(28A 및 28B)가 사용될 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 제 1(즉, 넓은) 시야를 캡처하는 데 한 카메라가 사용되고, 제 2(즉, 좁은) 시야를 캡처하는 데 제 2 카메라가 사용될 수도 있다. 다른 카메라 구성도 가능하며, 카메라는 예를 들어, 툴 어셈블리(30)의 하우징 상의 로보트 아암(27) 상에 혹은 이격된 임의의 적절한 위치에 탑재된다.

카메라(들)(28)에 의해 획득된 이미지 데이터는 로보트 시스템(25)과 관련된 컴퓨터(120)(도 1a에 도시됨)에서 처리되며, 컴퓨터(120)는 로보트 아암(27)의 이동을 지시하기 위해 시스템 제어기에 제어 신호를 제공한다. 특히, 이미지는 각 카메라의 쌍(28)으로부터 원하는 배율(일 실시예에서 6x 내지 10x의 범위) 및 듀티 사이클(일 실시예에서 30Hz)로 획득된다. 획득된 이미지는 프로세서에서 구현되는 알려진 이미지 분할(segmentation) 기술을 사용해서 디지털화되며, 프로세서는 관심 물체의 위치(들) 및 방위(들)를 식별하기 위해 카메라(28) 또는 컴퓨터 상의 소프트웨어에 동작 가능하게 연결된다. 모낭의 제거 또는 이식을 포함하는 시술의 경우, 이미지 처리 기술의 효율을 높기 위해서 시술 전에 어두운 색으로 관심의 모낭을 염색하거나 다른 색의 광을 사용해서 이미지를 얻는 것이 바람직할 수 있다. 시술 이전에 관심 영역에서 모낭을 실질적으로 균일한 길이로 절단 혹은 면도(일부 예에서)하는 것이 바람직할 수도 있다.

당업자라면 알 수 있는 바와 같이 조명, 카메라의 필터 및 다양한 이미지 처리 기술을 조정하여 피부 표면 아래를 시각화할 수 있다. 이는, 피부 표면에 의한 광의 반사 및 흡수는 사용되는 광의 파장에 기초해서 변하기 때문이다. 또한, 광 자체의 피부 내로의 침투 깊이는 파장에 기초해서도 변경된다. 광의 이러한 기본 특성을 이해하면, 가시광 스펙트럼 및 적외선을 포함하는 광의 적절한 각각의 파장을 사용하고, 상이한 이미지 필터를 사용해서 상이한 파장의 광을 캡쳐하며, 이미지 처리 중에 이미지를 제거 및/또는 결합함으로써 모낭 유닛(모낭)의 피하 부분의 이미지가 획득될 수 있다.

이 방식을 통해서 모근까지 내려가는 모든 경로를 포함해서 피부 밖뿐만 아니라 피부 아래에서 모낭 유닛의 모발 줄기를 시각화할 수 있다. 이 피부 표면 아래를 보는데 다른 광학 기술도 사용될 수 있다.

더 구체적으로, 로보트 시스템(25)은 3개의 다른 기준 프레임들에 대해 각각 6 자유도(x, y, z, ω, ρ, ｒ)로 전단 단부판(및 엔드-이펙터 툴 또는 어셈블리)의 이동을 정밀하게 추적할 수 있다. "월드 프레임"은 로보트 아암(27)의 기저부(32)의 중앙점을 원점으로 한 x, y, z 좌표를 가지며, x-y 좌표는 로보트 아암(27)의 기저부(32)가 부착되어 있는 테이블(36)의 표면의 평면을 따라 연장된다. 월드 프레임의 z축은 로보트 아암(27)의 제 1 부분을 통해 테이블 표면에 수직으로 연장한다. "툴 프레임"은 전단 단부 툴 판에 성립된 x, y, z 좌표 원점을 가진다. 마지막으로, "기저부 프레임"은 월드 프레임 및 툴 프레임들에 대해 등록될 수 있다. 각각의 카메라는 또한 (2차원) 카메라 좌표계("카메라 프레임")을 가지며, 카메라의 광축("카메라 축")은 x, y 좌표 원점을 지난다. 각각의 월드 프레임, 툴 프레임, 기저부 프레임 및 카메라 프레임을 정렬시킴으로써, 시스템 컨트롤러는 툴 판에 고정된 물체(예컨대, 니들)를, 환자의 피부 표면 외측으로 연장되는 모낭 유닛 등의, 다른 물체에 대해 정밀하게 위치 및 방향을 조정할 수 있다.

로보트 아암(25)의 전단 툴 판에 고정된 엔드-이펙터 툴(예컨대, 긴 니들 캐뉼러)의 축과 카메라 축을 물리적으로 정렬시키기 위해서는, 교정이 가능하다는 것이 실제로 중요하고, 따라서 엔드-이펙터 "툴 축"과 카메라 축 사이의 위치 오프셋 및 회전 오프셋은 물론, 이들 각 축의 평행으로부터의 편차를 보상하기 위한 정보를 갖게 된다. 예시적인 교정 과정이 도 4에 도시되어 있다. 우선, 로보트 아암(27)의 후단 기저부가 테이블 표면(36)에 탑재되어서, 테이블 표면(36)이 로보트 시스템의 월드 프레임의 x-y 좌표 평면과 정렬된다. 따라서, 테이블 표면 상의 어디엔가 놓여 있는 지점은 월드 프레임에서 x-y 좌표 위치를 가지며, 이는 테이블 표면(36)과 인터페이스되는 로보트 아암의 후단 기저부의 중앙 지점에 위치된 월드 프레임의 원점으로부터의 x 및 y 오프셋 값의 항으로 식별될 수 있으며(예컨대, mm 단위), 월드 프레임의 지점의 z 좌표 위치는 영과 같다.

단계 60에서, 로보트 아암(27)의 전단 툴 판에 고정된 하나의 카메라의 카메라 축이 테이블 표면(36) 상에 위치된 고정 "교정 점"과 정렬된다. 이후, 로보트 시스템의 기저부 프레임이 초기화되고, 이는 기저부 프레임의 원점이 "교정 점"에 설정되고 카메라 축이 테이블 표면 상의 교정 점과 정렬된다는 것을 의미한다. 이 초기 위치를 "홈" 위치 및 방향이라고 하며, 로보트 아암(27)은 교정 점이 없는 경우에도, 항상 이 위치에서 시작된다.

이후에 단계 62에서, 기저부 프레임에 대한 카메라 이미지의 스케일링 및 방향은, 로보트 아암(27)(및, 따라서, 카메라)을 기저부 프레임의 x축을 따라 일정 거리(예컨대, 5mm) 이동시킴으로써 결정되고, 이로써 결과의 이미지에서 여전히 교정 점이 캡쳐되지만, 더 이상 카메라 축과는 정렬되지는 않는다. 카메라 프레임 x-y 축이 기저부 프레임 x-y 축과 정렬되지 않기 때문에, 기저부 프레임이 x축을 따라서 이동함으로써 카메라 프레임의 x 및 y 방향 모두로 이동하게 되고, 교정 점의 새로운 위치는 위치 변경된 카메라 축을 포함하는 화소와 교정 점을 포함하는 화소 사이의 x 방향과 y 방향 각각의 다수의 이미지 화소로서 카메라 프레임에서 측정된다.

이 과정은 로보트 아암(27)(및 카메라)을 기저부 프레임의 y축을 따라서 일정 거리(예컨대, 5mm) 이동시키고, 교정 점의 새로운 위치의 카메라 프레임에서 x, y 오프셋을 다시 측정함으로써 반복된다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 이러한 측정들은, 카메라 이미지의 물체의 이동(화소 단위)에 대한 로보트/카메라의 물리적 이동(mm 단위), 및 기저부 프레임의 x-y 축에 대한 카메라 프레임의 x-y 축의 평면 방향의 스케일링을 가능하게 한다. 또한, 단계 60 및 단계 62의 스케일링 및 배향 과정이 복수 카메라 시스템의 각각의 카메라에 대해 반복되어서, 각 카메라들 사이에서의 이미지 이동의 차이들이 결정되고 교정된다.

단계 64에서, 카메라 프레임이 일단 기저부 프레임에 대해서 교정되면, 카메라 축은 테이블 표면(36) 상의 고정된 교정 점과 정렬되고, 여기서 기저부 프레임은 "홈" 위치 및 방향(0, 0, 0, 0, 0, 0)으로 복귀된다. 이후, 로보트 아암(27)은 6자유도(x, y, z, ω, ρ, ｒ) 중 하나 이상으로 이동되고, 그 결과 툴 판에 부착된 엔드 이펙터 툴(예컨대, 니들 팁)이 교정 점에 접촉한다. 툴 프레임의 초기 홈 위치/방향으로부터 툴 팁이 교정 점에 접촉할 때의 위치/방향으로 로보트 아암(27)의 이동을 정밀하게 추적함에 의해, 시스템 컨트롤러는 초기 홈 위치과 카메라 축 사이의 병진 오프셋 및 회전 오프셋을 계산한다. 카메라가 툴 판에 고정되기 때문에, 측정된 오프셋은 일정하며 카메라 프레임(및, 연장해서 기저부 프레임)과 툴 프레임의 정렬을 위한 과정 동안 사용된다.

이하 상세하게 설명되는 바와 같이, 스테레오 카메라 쌍, 예컨대 도 1의 카메라 쌍(28)을 이용할 때, 카메라 각각의 광축(및 카메라 프레임)은 일반적으로 평행하지 않게 설치 혹은 유지되지만 약간 예컨대 약 10도 기울어지는 것으로, 알려진 이미지 처리 기술을 통해 보상될 수 있다. 특히, 각각의 카메라 프레임은 공통 x(수평) 축을 갖도록 정렬되며, 이로써 동시 이미지에서 캡처된 물체의 위치 및 방향(평면내 깊이를 포함함)이 이미지-처리 기술을 이용해서 정렬될 수 있다. 스테레오 카메라 쌍(28)을 이용하는 것의 일 장점은, 각각의 (좌, 우) 카메라 프레임에서 물체의 x, y 위치 오프셋의 차에 기초해서 식별된 물체의 카메라 프레임의 "깊이"가 계산될 수 있다는 점이다.

모낭 유닛과 같은, 선택된 물체의 깊이를 계산하기 위해서는, 스테레오 카메라 쌍으로부터 획득된 좌 이미지 및 우 이미지가 먼저 정렬되어야 한다. 각각의 카메라 이미지가 수평으로 정렬되기 때문에, 동일 물체가 2개의 이미지의 동일 수평 스캔 라인에 나타날 것이다. 또한, 카메라 렌즈에 대해 촬상되는 물체의 깊이가 알려진 범위(예컨대, 각각의 카메라의 초점 거리에 의해 성립됨) 내이므로, 제 1 이미지(예컨대, 모낭 유닛))에서 선택된 물체는 제 2 이미지(즉, 동일 스캔 라인)에 있는 가능한 후보 물체와 쌍을 이룰 때 물체의 유효 깊이를 계산해서 어느 "쌍"이 가능한 범위 내의 계산된 깊이를 갖는지를 결정하함으로써, 제 2 이미지의 것과 매칭될 수 있다(이로써 이미지가 서로 정렬하게 된다).

스테레오 카메라 쌍(28)을 이용하는 다른 장점은, 엔드-이펙터 툴(예컨대, 도 2 및 도 3에 도시된 모낭 유닛 채취 툴(40) 또는 레이저와 같은 에너지 전달 장치)의 위치 및 방향에 관한 이미지 데이터를 동일 기준 프레임에서 얻을 수 있는 능력으로, 피부 표면 상의 관심 물체(예컨대, 모낭, 주름살, 문신, 사마귀, 등)의 위치 및 방향에 관한 이미지 데이터가 획득될 수 있다. 각각의 좌측 및 우측 카메라 프레임은, 단일 카메라 프레임에 대해 전술한 바와 동일한 방식으로 툴 프레임으로 교정된다. 이들 오프셋이 일단 성립되면, 피부 표면 상의 물체(예컨대, 모낭 유닛) 및 엔드 이펙터 툴의 상대 위치 및 방향이 결정되어 툴 프레임에서 추적될 수 있다.

도 5는 이미지 획득에 단일 카메라 만을 이용해서, 모낭 유닛 채취 툴(40)의 긴 축의 위치 및 방향을 두피로부터 연장되는 모낭 유닛의 긴 줄기와 정렬시키기 위한 일 실시예에 따른 과정의 개략 흐름도이다. 요컨대, 채취 툴(40)은 일반적으로 중공의, 관형 캐뉼러를 포함하고, 이는 예컨대 캐뉼러를 드릴 형태의 모션으로 회전시키거나, 또는 길이 방향 축을 따라 빠르게 왕복으로 밀어넣음으로써, 진피 아래의 지방성 피하 조직으로부터 전체 모낭 유닛을 덮고, 캡쳐하며, 제거하기 위해서, 모낭 유닛의 외주 둘레의 표피 및 진피를 뚫는 날카로운 전단부를 갖고 있다. 예컨대 마찰에 의해 및/또는 약한 진공을 이용해서 각각의 모낭 유닛을 중심제거(core)하거나 이를 제거하기 위해서, 채취 툴(40)는 그 자신의 길이방향 모션(즉, 부착되는 툴 판에 대한)에 의해, 또는 로보트 아암(27)의 길이방향 모션에 의해, 또는 이들 모두에 의해서 전진 및 후퇴될 수 있다. 예컨대, 엔드-이펙터는 로보트 시스템(25)과 분리된 자체 컨트롤러 및 가동 시스템을 가질 수 있다.

모낭 유닛의 긴 줄기와 채취 툴(40)의 긴 축을 정렬시키는데 사용되는 위치 및 방향 조정 처리는 모발 제거 및/또는 이식 과정보다 더 넓은 응용성을 가진다는 것을 이해할 것이다. 비한정의 예로서, 실질적으로 유사한 위치 및 방향 조정 과정이, 레이저 또는 주사 바늘을 적시에 정밀한 방식으로 환자 피부 표면 상의 원하는 물리적 피쳐 및/또는 위치에 정렬시키는데 사용될 수 있다.

로보트 시스템(25)이 초기화되고 교정되어서 카메라 프레임이 툴 프레임과 정렬(도 4를 참조하여 전술함)된 후에, 이미지 데이터가 획득되고 시스템 컴퓨터에 의해 처리되어서 카메라 프레임에서 관심 물체를 식별한다. 예로서, 도 6은 인간 두피의 관심 영역(50)에서의 모낭 유닛의 카메라 이미지를 나타내고 있다. 관심 영역(50)의 이미지로부터, 컴퓨터에 존재하는 이미지 분할 및 스크리닝 소프트웨어가 두피로부터 제거하기 위한 이상의 특정의 관심 모발 혹은 모낭 유닛을 식별하여 선택한다. 도 7을 참조하면, 선택된 모발 또는 모낭 유닛(52)의 위치는 카메라 프레임의 자체 x, y 오프셋 좌표에서 식별된다(z축은 영역(50)에서 두피의 표면에 대해 바람직하게는 실질적으로 수직으로 정렬된 카메라 광축이다).

카메라 축이 모낭 유닛(52)의 길이방향 축과 정확하게 정렬되도록 되지 않는다면(모낭 유닛이 모발 줄기의 단면을 나타내는 원형 점으로서 나타나는 경우), 모낭 유닛의 이미지는 "분명한" 길이를 가지는 긴 선의 형태가 될 것이며, 이는 모낭 유닛에 대한 카메라 프레임의 각도에 따라 달라질 것이다. 모낭 유닛의 물리적 속성 때문에, 그의 기저부(즉, 진피로부터 돌출되는 단부)가 이미지 분할 과정의 일부로서 그의 팁과 용이하게 구별될 수 있다. 예컨대, 기저부는 다른 프로파일을 가지며, 전단 팁 부분보다 두껍다. 또한, 통상적으로 모낭 유닛의 그림자가 식별될 수 있으며, 이는 의미상 기저부에 "부착"된다.

이후에, 카메라 프레임의 모낭 유닛 기저부의 x, y 위치가 계산되어 모발 기저부의 위치 오프셋을 나타낸다. 모낭 유닛(52)의 방향 오프셋은 또한 (i) 카메라 프레임의 x축(또는 y축)과 동일 평면에서, 이에 대해 식별된 모낭 유닛 줄기에 의해 형성된 동일면 각도 α; 및 (ii) 모낭 유닛 줄기와 두피 사이, 즉 카메라 프레임의 x, y축과 모낭 유닛 사이에 형성된 "분명한" 각도인 평면외 각도 δ로 계산된다. 전술한 바와 같이, 모발 줄기는 바람직하게는 시술 이전에 실질적으로 알려진 길이, 예컨대 2mm로 잘려지며, 평면외 각도 δ는 가정된 실제 길이에 대한 모낭 유닛의 이미지의 측정된 분명한 길이의 비(이 비는 평면외 각도 δ의 코사인과 동일함)에 기초해서 계산될 수 있다.

도 5를 다시 참조하면, 단계 42에서, 전술한 바와 같이 선택된 모낭 유닛 또는 모낭에 대해 x, y 위치 및 방향 오프셋이 식별된다. 이후, 카메라 축을 계산된 오프셋의 동일한 위치 및 방향으로 정렬시키기 위한 로보트 아암(27)의 필수 이동을 컴퓨터가 계산한다. 기저부 프레임 및 툴 프레임은 또한 동일한 x, y 오프셋 및 회전 오프셋(즉, 각도 α 및 δ는 모두 0과 동일함)만큼 "이동"되어, 카메라, 기저부 및 툴 프레임은 카메라 축의 새로운 위치 및 방향에 정렬되어 유지된다. 시스템 및 가정(예컨대, 모낭 유닛 길이에 관한)에 고유한 변경 및 에러가 있을 수 있기 때문에, 모낭 유닛의 실제 위치 및 방향은 계산된 값에 매칭되지 않을 수 있다. 따라서, 로보트 아암(27)(및 카메라 축)이 계산된 위치 및 회전 오프셋에 의해 일단 이동되면, 모낭 유닛은 다시 촬상되고(단계 46에서), 카메라 축이 허용 가능한 오차범위 내에서 모낭 유닛의 위치 및 방향과 정렬되는지 여부를 판정한다. 카메라 축이 모낭 유닛과 적절하게 정렬된 경우, 마지막에 로보트 아암(27)은 카메라 축의 "확인"된 위치에서 채취 툴(40)와 정렬되도록(즉, 전술한 조정 처리에서 획득된 오프셋에 따라서) 이동된다(단계 48). 그러나, 카메라 축이 모낭 유닛과 적절하게 정렬되지 않은 경우(단계 46에서), 단계 42~ 단계 46의 과정은 새로운 카메라 축 위치부터 시작되어, 반복된다.

당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 본 개시의 실시예에서, 이미지 취득 및 처리의 듀티 사이클은 로보트 아암(27)의 이동보다 빠르고, 카메라 축에 대해 선택된 모낭 유닛의 위치 및 방향 오프셋의 식별과 계산 과정은, 로보트 아암이 이동함에 따라서, 효과적으로 "신속하게" 행해질 수 있다. 따라서, 로보트 아암(27)(및 채취 툴(40))의 단부 목적지(즉, 위치 및 방향)는, 채취 툴(40)이 모낭 유닛과 정렬되어 이동할 때, (선택적으로) 일정하게 조정(즉, 미세 조정)될 수 있다. 이러한 조정은 즉시 개시되기 때문에, 로보트 아암(27)의 이동은 더욱 유동적이고 덜컥거림이 적다. 반복되는 피드백 과정은 "비주얼 서보잉"이라고도 하며, 채취 툴(40)의 소망의 위치 및 방향을 계속해서 계산하고 정교하게 한다.

일부 실시예에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 위치 및 방향 조정 처리는 툴(40)의 긴 축을 피부 표면 상의 모발 줄기의 가시적인 부분의 긴 축과 정렬시키는 데 사용될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 후술되는 바와 같이, 툴(40)의 긴 축을 피부 아래의 모발 줄기의 부분의 긴 축과 정렬시키는 것이 바람직할 수 있다. 모낭은 피부 아래에서 동일한 성장 방향을 유지하는 것은 아니다. 종종 모낭은 피부 아래에서 방향이나 각도를 크게 바꿔서, 피부 위의 모발 부분의 방향은 모발 줄기의 피부 아래 부분의 방향과 달라진다. 일반적으로, 피부로부터의 모발의 출현 각은 피하의 경로보다 더 예각이라는 것이 관찰되었다. 그 결과, 레이저 또는 다른 모발 제거 툴과 같은 툴을 피부 위의 보이는 줄기 대신에 모발의 피하 줄기와 정렬하면(예상 위치에 따라서), 모낭 줄기 세포를 포함하는 모낭의 주요 구도 및 모발 성장을 담당하는 멜라닌 세포를 포함하는 모발의 부분으로의 에너지의 타깃팅은 보다 양호하게 되고 전달은 더 효율적으로 된다. 모발의 이들 구조/부분(예를 들어, 모근, 피지선, 외모근소(outer root sheath))은 모두 전형적으로 모발 줄기의 피하 부분을 따라서 위치된다. 또한, 이러한 정렬을 통해서 피부 자체로 전달되는 에너지를 감소시킬 수 있고, 따라서 통증 및/또는 피부에 대한 악영향을 감소시킬 수 있다.

도 5a에서 알 수 있는 바와 같이, F₁이라고 표시된 모발 또는 모낭은 "피부 위" 줄기 부분(102), "피부 아래" 줄기 부분(104) 및 출현 각 θF₁을 갖는다. 도 5a로부터 알 수 있는 바와 같이, 모발 F₁의 출현 각 θF₁은 상당히 예각이며, 모발 줄기 부분(102, 104)의 방향들 사이에는 상당한 차이가 있고, 피부 아래 줄기 부분(104)은 덜 날카로운 피하 방향을 갖는다. 한편, 모낭(F₂)은 더 수직인 출현 각을 갖고, 모발(F₂)의 모발 줄기의 피부 위 부분과 모발(F₂)의 모발 줄기의 피하 부분은 평행에 가깝다. 따라서, 피부 위 부분(102)과 정렬되면, 에너지 전달 장치(100)로부터의 빔이 모발의 피하 부분에서 타깃을 파괴하는 대신 피부 조직과 교차하는 가능성은 모발(F₂)보다 비교적 높다. 이는 모발(F₁)이 피부 표면에 거의 평평하게 놓인 것으로 도시되어 있기 때문이다. 에너지 전달 장치(예를 들어, 레이저)와 같은 툴(100)은 모발(F₁)의 가시 부분과 정렬되면, 모발(F₁)의 제모 혹은 제거없이 잠재적으로 환자에게 불필요한 고통을 가하는 경향이 더 클 것이다. 반대로, 툴(100)이 실질적으로 모발(F₂)의 가시 부분에 정렬되면, 피부 아래 모발 줄기의 방향이 피부 위 모발 줄기의 방향에 가깝기 때문에, 모발(F₂)의 성공적인 제모 또는 제거의 가능성을 더 높이고 주위 피부에 대한 이차 손상을 감소시킨다.

본 개시의 또 다른 측면에 따르면, 도 5b는 특정 실시예에 따라 관심 모낭에 대해 툴의 방향을 조정하는 방법을 도시한다. 예를 들어, 스폿 크기 또는 파장으로 인한 침투 깊이와 같은, 이용되는 에너지 전달 장치의 파라미터를 포함하는 다양한 인자 및 특정 특성에 기초해서, 컷-오프 툴 접근 각도 θmin가 존재하는 것으로 판정되으며(또한, 툴의 "최소 접근 각"이라고 함), 그 아래에서 툴은 제거될 모발과 정렬되지 않을 것이다. 이는 예를 들어, 에너지 전달 장치(100)로부터의 빔이 모발 줄기(모발 성장을 담당하는 다양한 파괴 대상 요소를 포함함)가 아닌 피부 조직을 향할 가능성이 비교적 높기 때문이다. 환언하면, 모낭의 출현 각 θF이 최소 접근 각 θmin보다 작으면, 툴의 축을 모낭 유닛의 줄기의 보이는 부분과 정렬시키는 대신, 사용자는 툴을 정렬시켜서 이러한 최소 접근 각 θ가 모발 줄기의 피하 부분의 각도에 더 가깝게 대응하게 한다. 컷-오프 또는 최소 툴 접근 각 θmin은 대략 40° 내지 65°의 범위, 바람직하게는 45° 내지 55°의 범위에서 선택되어야 하며, 더 바람직하게는 특정 툴 및 응용예의 경우 50° 내지 55°의 범위이다. 전술한 실시예를 최소 접근 각과 관련하여 설명했지만, 최대 접근 각이 결정될 수도 있고 일부 실시예에서 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 이 최대 접근 각은 예를 들어 최대 접근 각도 이상의 각도로 출현하는 모낭에 사용될 툴 각도를 나타내는 데 사용할 수 있다. 예를 들어, 최대 툴 접근 각 θmax은 45° 내지 90°의 범위로 정의될 수 있다. 도 5b는, 모낭(F₁)의 피부 위 모발 줄기 부분(102)의 출현 각이 최소 접근 각보다 작기 때문에(θ_F1<θmin), 시스템은 툴의 축을 부분(102)에 정렬시키지 않지만(이는 100'로 표시된 바와 같다), 에너지 전달 툴의 축을 100"으로 표시된 최소 툴 접근 각 θmin으로 정렬/지향시킨다는 것을 나타낸다(이는 모낭(F₁)의 모발 줄기의 피부 아래 부분(104)에 실질적으로 평행하거나 또는 더 가깝게 정렬된다).

일부 실시예에서, 시스템의 스루풋을 증가시키기 위해, 관심 모발의 출현 각은 복수의 관심 모낭 또는 관심 모낭의 그룹으로부터의 정보에 기초해서 그룹 대표 출현 각으로서 결정될 수 있다. 예를 들어, 그룹/복수의 모낭의 이미지가 먼저 획득된다. 그룹 내의 각각의 모낭의 출현 각 또는 모낭 그룹의 대표 수 즉 소정의 수가 결정할 수 있고, 결정된 출현 각의 평균 즉 평균값이 계산될 수 있다. 예를 들어, 선택된 이웃(예를 들어, 100개의 모낭; 또는 사용자 디스플레이 화면상의 가시 모발; 또는 선택된 모낭의 반경 25mm 이내)에서 모낭의 출현 각을 평균하는 것이 바람직할 수 있다. 평균화를 통해서 개별 노이즈를 제거하고, 로봇 시스템을 참조하면 툴의 방향 전환 및 이동의 요구가 적기 때문에 시술의 속도와 효율성이 향상된다. 툴의 최소 접근 각은, 몇 가지 예를 들자면, 특정한 응용예나 치료, 환자에 관한 통계 정보, 신체 표면의 면적, 툴과 관련된 물리적 한계 및/또는 환자 중 어느 하나 또는 그 조합에 기초해서 선택할 수 있다. 이후, 모낭 그룹의 결정된 출현 각도(현재 관심있는 모낭의 출현 각을 나타 내는 데 사용되는)의 평균 또는 평균값은 툴의 최소 접근 각과 비교된다. 위의 비교 결과에 기초하여, 툴은 동일한 접근 각도에서 그룹의 모낭 각각에 대해 방향 조정된다. 이러한 방식으로, 치료 세션 동안 툴이 거쳐야 하는 방향 전환 횟수가 최소화되어서 효율성이 증가될 수 있다. 전술한 바와 같이, 관심 모낭의 결정된 "그룹 대표" 출현 각이 선택된 최소 접근 각보다 작으면, 툴은 최소 접근 각으로 방향 조정된다.

다른 실시예에 따르면, 각도 조절 및 툴 방향 조정을 위해 다음의 로직이 구현될 수 있다. 최소 접근 각은 관심 모낭의 출현 각과 비교되며 다음과 같은 논리가 이러한 비교 결과에 기초해서 적용될 수 있다.

a) 최소 접근 각이 관심 모낭의 출현 각도보다 높으면 최소 접근 각은 특정 모낭에 대한 실제 툴 접근 각도로서 사용될 수 있다. 그러나, 예로서, 다음과 같은 수정이 이 초기 논리에 중첩될 수 있다. 예를 들어, 최소 접근 각과 관심 모낭의 출현 각의 차이가 선택된 각도(예를 들어, 5° 또는 10°)보다 작으면, 선택된 각도와 관심 모낭의 출현 각의 합과 실질적으로 동일한 툴 접근 각을 선택하는 것이 바람직할 수 있다.

b) 최소 접근 각이 관심 모낭의 출현 각 이하면, 관심 모낭의 출현 각이 툴 접근 각으로 사용될 수 있다. 그러나 이 초기 로직에는 다음 수정 사항이 추가로 적용될 수 있다. 예를 들어, 선택된 각도와 관심 모낭의 출현 각의 합과 실질적으로 동일한 툴 접근 각을 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 예에서, 관심 모낭의 출현 각이 최소 접근 각보다 미리 결정된 값만큼 큰 경우, 툴은 최소 접근 값보다 크지만 최소 접근 각과 소정 값의 합(예를 들어, 최소 접근 각과 소정 값의 합과 동일한 각도)보다는 크지 않은 각으로 방향 조정될 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 각도 조절 및 툴 방향 조정을 위한 대안적인 방법이 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 툴의 방향을 조정하는 방법은 관심 모낭의 출현 각을 결정하는 단계와, 사전 결정된 오프셋 각도를 선택하는 단계, 및 관심 모낭의 결정된 출현 각 및 미리 결정된 오프셋 각에 기초해서 관심 모낭에 대해 툴의 방향을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 모발 제거 또는 제모를 위한 시술을 참조하여, 소정의 오프셋 각도는 0도 내지 45도의 임의의 각도, 예를 들어 10도 내지 20도의 각도를 포함할 수 있다. 사전 결정된 오프셋 각도는 수신자로부터의 기존 데이터, 다른 수신자로부터의 기존 데이터, 또는 다른 평판이 좋은 소스를 통해 수집된 데이터(과거 데이터 또는 통계 데이터라고도 함)에 기초할 수 있다. 모발 제거 이외의 시술을 목적으로, 각각의 관련 시술 및 신체 표면에 적합하게 소정의 오프셋 각도가 결정될 수 있으며, 0 내지 90도의 범위일 수 있다.

본 개시의 또 다른 측면에 따르면, 시스템(25)을 예로 해서 도시된 것과 유사한 이미지 가이드식 로보트 시스템은, 관심 영역에서 다수의 모낭 또는 모낭 유닛의 위치 및 방향을 식별하기 위한 자동 또는 반자동 절차를 수행하고 이후에 모낭 또는 모낭 유닛의 일부 또는 전부를 정확하게 채취하거나 제거하는데 사용될 수 있다. 로보트 아암의 동작 전단부에 부착된 하나 이상의 카메라는 환자의 두피 또는 다른 신체 표면의 선택된 영역의 이미지를 원하는 배율로 캡쳐한다. 컴퓨터 시스템은 이미지를 처리해서, 개별 모발뿐만 아니라 카메라 프레임에 대한 각각의 위치 및 방향을 식별한다(알려진 임계 기법 및 분할 기법을 통해). 모발 이식을 참조하면, 사용자 인터페이스(예를 들어, 디스플레이 및 표준 컴퓨터 마우스)를 통해 조작자는 모낭 유닛이 채취되어야 하는 두피의 영역을 정의하고, 예를 들어 이 영역 내의 다른 모든 모낭 유닛을 취하거나, 채취되는 모낭 유닛 사이에 소정수의 모낭 유닛을 남기거나, 모낭 유닛의 일정 비율을 취하거나, 심미적으로 허용 가능한 패턴을 남겨 두는 등과 같은, 채취 패턴을 정의한다.

예를 들어, 넓은 시야의 스테레오 카메라 쌍으로부터 얻어진 이미지는, 조작자가 일반적으로 관심 영역의 위치를 찾는 데 사용될 수 있는 반면, 좁은 시야의 스테레오 카메라 쌍은 선택된 개별 모낭 유닛으로 채취 툴을 정확하게 가이드하는 데 사용된다. 일단 채취될 모낭 유닛이 식별되면, 로보트 시스템은 채취 툴(예를 들어, 채취 툴(40))을 채취될 각각의 모발과 체계적으로 정렬시키고; 각각의 모낭을 채취하며, 정의된 채취 영역 내의 선택된 모낭 유닛 모두에 대해 이 과정을 반복한다. 어떤 경우에는 채취되는 개별 모낭 유닛이 환자의 두피의 다른 부분에 이식되고, 반면 다른 경우에는 채취된 모낭 유닛이 폐기된다는 것을 이해할 것이다. 또한, 툴(40)과 같은 코어 채취 툴 이외에, 예를 들어 레이저와 같은 다른 타입의 제모 엔드-이펙터 툴이 사용될 수 있다. 엔드-이펙터 툴을 정밀하게 정렬하기 위해 카메라 프레임을 로보트 툴 프레임과 정렬시키는 전술한 기술은, 에너지 전달 장치, 레이저, 빔을 전달하는 광섬유 케이블, 환자의 피부 표면에 문신하기 위해 잉크를 주입하는데 사용되는 주사 바늘(또는 복수의 주사 바늘)과 같은 다른 타입의 엔트-이펙터에도 동일하게 적용될 수 있다는 것을 또한 이해할 것이다.

도 8은 관심 영역 내의 모든 모낭 유닛 또는 모발의 위치 및 방향을 식별하고, 이후에 식별된 모낭 유닛 또는 모낭의 일부 또는 전부를 정확하게 채취하거나 혹은 효율적으로 제거하는 자동(혹은 반자동) 시술의 흐름도이다.

도 9는 스테레오 카메라 쌍을 사용해서 관심 영역 내의 개별 모낭 유닛을 식별하고 이후에 각각의 카메라 프레임 및 로보트 툴 프레임에서 각각의 위치 및 방향을 계산하는 과정의 흐름도이다. 이 과정은 잘 알려진 기술에 따라 카메라의 스테레오 쌍을 교정해서 내부 및 외부 파라미터(intrinsic and extrinsic parameters) 모두를 식별함으로써 개시된다. 내부 파라미터는 내부 옵틱, 왜곡, 스케일링 등과 같은 개별 카메라 내부 파라미터이다. 외부 파라미터는 2개의 카메라 사이의 특성, 예를 들어, 각각의 광축의 정렬 차이(이상적으로는 서로 평행하지만, 실용적인 문제는 아니기 때문에 수학적 보상이 요구됨)와 관련된다. 내부 파라미터 및 외부 파라미터의 교정은 스테레오 이미징의 분야에서 알려져 있으므로 본 명세서에서 상세하게 설명하지는 않을 것이다. 전술한 바와 같이, 모낭의 중심의 위치는 정류된 좌우 이미지 모두에서 식별되고 매칭된다. 각각의 모낭의 머리 및 꼬리는 좌측 및 우측 이미지 모두에서 식별되며, 모낭의 머리 및 꼬리의 3차원 좌표가 계산될 수 있다. 마지막으로, 모낭과 캐뉼러의 위치 및 방향의 상대적 오프셋은 잘 알려진 스테레오 이미지 기술에 따라 캐뉼러와 모낭을 모두 보는 카메라의 이미지를 사용해서 결정된다.

관심 영역 내의 개별 모낭 유닛을 식별하고 이후에 각각의 카메라 프레임 및 로보트 툴에서의 각각의 위치 및 방위를 계산하는데 사용될 수 있는 당업자에게 공지된 다른 방법이 있다는 것을 이해될 것이다. 이러한 방법 중 일부는 스테레오 카메라 쌍이 아니라 단일 카메라만을 필요로 한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 단일 카메라는 개별 모낭 유닛의 식별을 가능하게 데이터를 캡쳐하는데 이용될 수 있고, 거리와 같은 공간 데이터를 캡처하는데 깊이 센서(예를 들어, 비행 시간 카메라, 레이저 거리 스캐너, 구조화된 광 스캐너) 또는 다른 유사한 장치가 사용될 수 있다.

도 10은 글로벌 랜드마크(예를 들어, 기존 모발, 문신 또는 다른 구별되는 피처)에 대해 로보트 시스템을 자동 가이드하는 특징의 예를 도시한다. 이 방법은 모발이 제거되는 위치를 포함하여 다양한 위치를 계획하는 데 마찬가지로 적용될 수 있다는 것이 자명할 것이다. 로봇이 이동되어서 환자에 랜드마크를 등록하고, 등록된 정보는 참조를 위해서 메모리에 저장될 수 있다. 로보트는 등록된 랜드마크를 작업 표면에 대한 위치를 인식하는 기준점으로 사용할 수 있다. 로보트는 글로벌 랜드마크에 대해 모발 제거 위치 및 방향 각각으로 이동될 수 있다. 글로벌 랜드 마크는 글로벌 움직임에 대한 글로벌 기준을 제공한다. 기존 모발이나 모발이 이미 제거된 위치와 같은 주변 랜드마크에 기초해서 위치와 방향이 미세 조정된다. 인근 랜드마크는 국소 움직임에 대한 국소 기준을 제공한다.

본 명세서에 개시된 또 다른 측면에 따르면, 전술한 이미지 처리 기술 및 실시예는 로보트 시스템을 사용하는 혹은 사용하지 않는 진단 시술에 사용될 수 있다. 예를 들어, 로보트 아암(27)은 단부 툴 판에 고정된 하나 이상의 카메라(28)를 조정하는데 사용되지만, 임의의 다른 엔드-이펙터 어셈블리는 사용하지 않을 수 있다. 다른 방안으로, 하나 이상의 카메라는 위치 지정 가능한 또는 고정된, 그리고 고정형 또는 이동 가능형의 비로보트 어셈블리에 탑재될 수 있다. 또는 하나 이상의 카메라는 휴대형일 수도 있다. 비 제한의 예로서, 이러한 과정은 (i) 환자의 피부 표면 또는 피부 표면 아래의 검사; (ⅱ) 시간 경과에 따른 피부 상태의 변화를 검출 및/또는 모니터링 및/또는 추적; 및 (ⅲ) 레이저, 약물 전달 장치 등의 사용과 같은 의료 치료법을 지원하기 위한 이미지 데이터 획득을 포함할 수 있다. 이미지 시스템에 의해 획득되는 이미지 데이터는 환자의 병력의 일부로서 저장될 수 있다. 또한, 이미지 시스템에 의해 획득되는 이미지 데이터는 저장되고, 향후에 처리되며 및/또는 원격 진료 시스템에서 사용하기 위해 개선될 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 본 개시의 다양한 실시예에 따라 구성되고 작동되는 자동화 시스템 및 장치는, 전술한 바와 같이, 포유류 신체에 대한 치료 및 미용의 모발 및 치료 시술을 위해, 목표로 하는 조직 영역에 에너지를 통제 인가하는데 사용될 수 있다. 적용되는 에너지는 미용 상의 이유로(미용, 재건 또는 둘 다), 치료의 이유로(치료적 또는 일시적 처방), 또는 미용 이유와 치료 이유의 조합에 선택될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다양한 타입의 에너지 및 다수의 다양한 치료가 본 개시에 따른 자동화 시스템을 사용해서 적용하기에 특히 적합하다. 비제한의 예로서, 모든 타입의 에너지 및 에너지 전달 장치, 및 전술 모든 모발 및 피부 치료가 본 개시의 시스템 및 방법과 호환될 수 있다.

모발 제거를 위해, 광이 잠재적으로 모낭을 파괴할 수 있는 세 가지 방법이있다. 열적(국소 가열에 기인함), 기계적(쇼크웨이브 또는 바이올런트 캐비테이션(violent cavitation)으로 인한) 및 광화학적(일중항 산소 또는 유리기(free radical)와 같은 독성 매개체의 생성). 모발 성장을 담당하는 모낭 줄기 세포는 표피의 약 1.5 mm 아래에 있는 입모근(arrector pili muscle)의 부착부 부근의 벌지(bulge)라고 부르는 영역의 외근초에 위치된다. 따라서 벌지와 모든 모두 영구적 인 모낭 파괴의 중요한 타깃이다.

모낭의 광열학적 파괴는 선택적 광선열융해의 원리에 기초한다. 이 원리는, 타깃의 열 완화 시간(TRT) 이하의 시간 동안에 타깃에 의해 우선적으로 흡수되는 파장의 충분한 플루엔스가 전달될 때, 착색된 타깃 구조의 선택적 열 손상이 발생할 것으로 예측한다. 적절한 광원으로서, 정상 모드 694nm 루비, 정상 모드 755nm 알렉산드라이트, 800nm 펄스 다이오드 레이저, 긴 펄스 1064nm Nd: YAG 레이저 및 강한 펄스 광("IPL") 기술 모두가 이 메커니즘을 사용한다.

가시광 영역부터 근적외선 영역에서, 멜라닌은 모낭을 타깃팅하기 위한 천연 발색단이다. 적색 또는 근적외선 파장 영역에서 동작하는 레이저 또는 광원은 스펙트럼의 광학 창에 놓여 있으며, 여기서 멜라닌에 의한 선택적 흡수는 진피에 대한 깊은 침투와 결합된다. 600~1000nm 영역에서 모발 줄기, 모낭 상피 및 과도하게 착색된 매트릭스의 깊고 선택적 가열이 가능하다. 그러나, 표피의 멜라닌은 흡수를 위한 경쟁 지역을 제공한다. 표피의 선택적 냉각은 표피 손상을 최소화하는 것으로 나타났다. 냉각은, 냉각된 겔 층, 냉각된 유리 챔버 또는 냉각된 사파이어 윈도우 및 펄싱된 저온 스프레이를 포함하는 다양한 수단에 의해 달성될 수 있다. 본 개시의 신규한 특징에 따르면, 일부 실시예에서, 냉각은 자동으로 제어되는 공기 분사기를 사용해서 달성되며, 이에 대해서는 보다 상세히 후술된다.

열 전달 이론에서 제안하고 있는 바와 같이, 레이저 펄스 폭이 중요한 역할을 하는 것으로 보인다. 레이저 펄스 동안의 열 전도가 광학 에너지 흡수의 각 미세한 부위 주변의 영역을 가열한다. 열 손상을 공간적으로 제한하려면, 펄스 지속 시간이 모낭의 열 완화 시간보다 짧거나 같아야 한다. 인간 단부 모낭의 열 완화는 약 10~50 밀리 초(ms)라고 추정되며 이는 크기에 따라 달라진다. 따라서 모발 제거 장치는 밀리 초 도메인 영역의 펄스 지속 시간을 갖는다. 제모에 사용되는 여러 가지 일반적인 레이저는, 광원 및 파장과 같은 각 레이저의 주요 사양과 함께 아래 표에 나열되어 있다.

광원	파장(nm)
긴 펄스-루비
긴 펄스 - 알렉산드라이트
다이오드 레이저
Q-switched Nd:YAG

문신 제거시, 레이저 광의 타깃은 문신 잉크의 작은 입자로 이루어지며 대식 세포 내에서 나타나거나 진피를 통해 세포외에 분산된다. 양성 착색된 병변을 치료하기 위해서, 레이저는 주로 멜라닌을 발색단으로 타깃팅한다. 그러나, 레이저 모발 제거와 달리, 모낭의 큰 멜라닌-함유 유닛이 타깃인 경우, 양성 색소 병변의 치료는 멜라노사이트, 케라티노사이트 및 진피 대식 세포에서 나타나는 멜라닌의 작은 입자를 타깃팅한다. 문신과 양성 착색 병변의 타깃은 크기가 매우 작다. 그 결과 정상 주변 조직에 대한 부수 열 손상을 최소화하도록 열 완화 시간의 개념을 사용하면, 효과적인 치료에 필요한 광의 펄스가 매우 짧아야 한다. 따라서 나노초 또는 피코초 범위의 펄스 지속 시간을 갖는 Q-switched 레이저는 양성 착색된 병변과 문신 모두를 위한 치료의 중심이다. 이러한 레이저의 대부분은 조작자가 변경할 수없는 사전 설정된 불변의 펄스 지속 시간을 갖고 있다.

멜라닌은 500~1200nm 범위의 광을 흡수한다. 파장이 더 길수록 흡수율은 더 낮아지고 짧은 파장보다 더 깊이 침투한다. 예를 들어, Q-switched Nd : YAG(1064 nm) 레이저는 진피에 2~3mm 투과하는 광을 방출하므로, 선천성 오타모반(Nevus of Ota)에서 나타나는 것과 같은 더 깊은 피부 착색을 제거하는 데 적합하다. 빔을 KTP 결정을 통과시킴으로써 주파수는 2배가되고 파장은 절반(532nm)이 된다. 파장이 짧을수록 보다 낮게 침투하기 때문에 상피(주근깨라고도 함) 및 일광 흑색점(검버섯)과 같은 표피 색소 제거에 더 유용한다. 피부에 1mm 미만으로 침투하는 루비(694nm) 레이저는, 주근깨 또는 담갈색 반점과 같은 표면 병변 치료에 가장 많이 사용된다.

Q-switched 레이저는 단지 수 나노초의 펄스를 생성하는 데 사용되는 전기 광학 장치이다. 이들은 멜라노솜의 추정된 TRT(0.5~1 마이크로초(μs)) 내에 있도록 설계되지만, 낮은 나노초 영역에서 TRT를 갖는 문신 입자보다 길다. 플래쉬램프는 밀리초 범위 내에서 펄싱할 수 있는데, 본 문맥에서는 비교적 길다. 나노초 광은 멜라닌 및 문신 잉크를 조각내고 분산시켜 그 광학 특성을 변화시킨다. 조명의 대부분은, 림프계를 통해서 활성화된 대식 세포에 의한 조각된 입자의 점진적인 흡수 및 제거로 인해 발생한다. 일부 착색은 표피 통과 제거로 제거될 수도 있다.

흑색 또는 청색의 문신 안료는 가시광선 및 근적외선 스펙트럼에서 넓은 파장 범위에 걸쳐 방사선을 흡수한다. 녹색 잉크가 Q-switched 루비(예를 들어, 694nm) 및 Q-switched 알렉산드라이트(예를 들어, 755nm) 레이저에 최적으로 반응하지만, 이는 종종 지속된다. 반대로, 적색 안료는 주파수가 2배로 증가한 Nd:YAG(예를 들어, 532nm)에 의해 방출된 녹색광에 가장 잘 반응한다. Nd:YAG 레이저는 남색 문신에는 효과적이지만 녹색 안료에는 비교적 잘 흡수되지 않는다. 아울러, 이는, 착색된 피부의 문신을 치료하는 데 성공적으로 사용되었다. 철 또는 산화 티타늄을 포함하는 적색, 갈색, 흰색 또는 피부색의 잉크는 레이저 치료 동안 영구 청회색 또는 흑색으로 화학적으로 감소될 수 있다. 이후, 청회색 또는 흑색은 후속 처리로 퇴색될 수 있다.

문신 및 피부 착색 제거에 사용되는 몇몇 전형적인 레이저가 각각 레이저의 몇 가지 주요 사양과 함께 아래 표에 열거되어 있다.

문신 색	레이저	파장(nm)
남색및 흑색 문신	Q-s 알렉산드라이트(밝은 피부색만) 또는 Q-s Nd:YAG(모든 피부색)
녹색 문신	Q-s 루비(밝은 피부색만)
적색 문신	Q-s Nd:YAG(밝은 피부색만)

피부 혈관 병변은 피부과에서의 레이저 치료를 위한 가장 일반적인 표시 중 하나다. 이 혈관 병변은 모세 혈관 확장증, 홍반, 혈관종, 포도주색 모반(모세 혈관 기형)과 같은 선천성 및 후천성 혈관성 병변을 포함한다. 이러한 일반적인 증상의 치료는 효과적이고, 내성이 좋으며, 모든 피부 유형에 적용될 수 있다.

선택적인 광선열융해의 이론은 적절한 파장, 펄스 지속 시간 및 플루엔스의 선택을 통해 주변 구조물을 손상시키지 않으면서 피부의 특정 발색단을 타깃팅하는 능력이다. 따라서 치료 파라미터는 최적화될 수 있고, 다른 조직에 대한 부가 손상은 최소화하면서 의도한 구조를 정확하게 치료할 수 있다. 혈관 병변의 치료에서 타깃 발색단은 산화 헤모글로빈이다. 산화 헤모글로빈 흡수의 피크는 18nm, 542nm 및 577nm이다. 산화 헤모글로빈을 선택하면, 주변 혈관이 충분한 에너지를 흡수하고 응고된다. 주변 구조물에 대한 열 손상을 최소화하려면, 레이저 펄스 지속 시간은 의도한 타깃의 열 완화 시간과 같거나 더 짧아야 한다. 열 완화 시간은 타깃의 냉각 시간이며 타깃 직경의 제곱에 비례한다. 예를 들어, 포도주색 모반은 직경이 평균 50~100 미크론인 혈관을 포함한다. 열 완화 시간은 약 1~10ms이다. 펄스 지속 시간이 열 완화 시간보다 더 길면 열 확산 및 결과적으로 다른 구조물의 손상을 초래할 수 있다.

혈관 병변에 대한 일부 전형적인 레이저 및 상세가 아래의 표에 열거되어 있다.

시스템	파장(nm)
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알렉산드라이트

광 손상은 환경 자외선에 평생 노출된 것에 의한 누적 효과이다. 이는 깊은 주름, 피부 처짐, 가죽화(leathery), 페블리(pebbly) 또는 거친 피부 질감을 포함하는 피부의 변화로 표현된다. 심한 광 손상이 나타나면, 피부의 엷어짐, 건조함 및 거칠어짐, 색소 침착증, 모세 혈관 확장증 및 멍들기 용이함을 볼 수 있다. 광 손상은 일반적으로 안와주위, 입주위, 코입술주위 및 미간 영역에서 가장 눈에 띄기 때문에, 일반적으로 잠재 환자가 가장 신경을 쓰는 영역이다. 광노화 피부의 논애블러티브(nonablative) 치료에 효과적인 것으로 밝혀진 다양한 레이저 및 조명 시스템이 있다. 이들 시스템은 KTP, 펄스 염료, Nd:YAG, 다이오드, 에르븀:유리 레이저 및 강력한 펄스 광 장치를 포함한다. 역사적으로, 애플러티브 레이저가 광 손상된 피부에 대한 최적의 치료법이었지만, 애플러티브 피부 재건은 장기간의 회복 시간, 가능한 영구 색소 침착 저하 및/또는 상처의 큰 위험으로 인해서 환자 및 의사 모두에게 인기가 없었다. 결과적으로, 논애블러티브 피부 광 재생(photorejuvenation)은 광 재생에 대한 선택의 치료가 되었다. 이는 광 손상 및 노화와 관련된 문제에 대해 우아하고, 효과적인 비박피 치료를 제공한다.

자외선 유도 광 손상은 정상 노화 과정의 생리 학적 변화를 가속시키고 확대시킨다. 자외선 노출은 유리기 형성, 세포 자멸사, 혈관 신생, 멜라닌 생성, DNA 돌연변이, 종양 형성, 면역 억제, 매트릭스 금속 단백 분해 효소 유도 및 결합 조직의 분해를 포함한, 피부에 무수히 많은 변화를 일으킨다. 광 손상된 피부의 조직학적인 징표는 표피 진피에서의 콜라겐의 손실 및 탄성 섬유의 비정상적인 응집을 포함한다. 나아가, 초미세 구조 분석은 얇은 표피, 평평한 망(rete), 증가된 맥관 구조(vasculature), 만성 염증, 탄성 물질의 다량의 축적, 콜라겐 번들 사이의 넓은 공간 및 콜라겐 섬유의 랜덤 퇴적을 포함하는 탄성 변화를 보여준다. 이러한 조직학적인 그리고 미세 구조적 변화는 추피(rhytides), 이완(laxity), 황색 변색 및 혈관 확장과 임상적으로 관련이 있다. 애플러티브 피부 재생은 진피에서 콜라겐의 정상적인 구조를 복원하기 위한 상처 치유 반응을 트리거한다. 관련 혈관 손상은 콜라겐의 섬유화 및 균질화를 일으키는 염증 매개체를 모아온다.

임상적인 광 손상은 하기 표에 나타낸 바와 같은 3가지 유형으로 분류된다.

광손상 분류
타입 1	흑색점(갈색 반점), 말초 혈관 확장증, 거질기 증가, 빨간코 현상(확산 홍조)
타입 II	추피, 이완, 피부이완증
타입 III	화학선 각질 섬유, 비흑색종 피부암

일반적으로, 얼굴, 목, 가슴 및 손의 햇볕에 노출된 영역에서 광 재생 치료가 수행된다. 논애블러티브 피부 재생 기술은 혈관 레이저, 중적외선 레이저, 강한 펄스 광 시스템 및 무선 주파수 장치의 네 가지 일반적인 방식으로 분류될 수 있다. 용어 '논애블러티브 피부 재생'은 논애블러티브 재생, 피부 토닝 및 피부 콜라겐 생성 촉진(dermal neocollagenesis)을 통한 주름 감소, 표피 개선과 피부 콜라겐 리모델링으로 인한 광 재생을 포함한다.

심각한 광 손상 및 주름 치료를 위해 CO2 레이저가 종종 사용된다. C02 레이저를 사용하여 주름을 성공적으로 치료한 보고서는 1980년대에 처음 등장했다. 현재, CO2 레이저 피부 재생은 얼굴 추피(주름), 여드름 흉터 및 심한 광 손상의 개선을 위한 선택 사항으로 남아 있다. 이는 불균일한 안면 색소 침착, 화학선 피부병(actinic dermatoses), 흑새검, 조직 불규칙성 및 미세 깊은 선을 감소시키는데 효율적일 수 있다. 정확하게 통제되는 방식으로, 외부 손상 피부층을 효과적으로 제거하고 새로운 콜라겐과 표피의 생성을 촉진할 수 있다. CO2 레이저 치료 후의 조직 강화 효과 및 이로 인한 콜라겐 수축으로 인해서, 보다 탄력 있고 건강한 외모가 나타난다. 그러나, 상술한 바와 같이, 이들 레이저는 덜 침습적인 치료(예를 들어, IPL)가 충분하지 않을 때 사용된다.

무선 주파수 조직 강화를 구현하는 에너지 전달 장치는 논애블러티브 레이저 기술의 대안으로서도 사용될 수 있다. 무선 주파수 장치에 의해 생성되는 진피 가열로 인해서, 일반적으로 치료 단부 막의 내부 표면 상에 무선 주파수 에너지를 전달하기 전에, 도중 및 이후에 한제 스프레이(cryogen spray)가 전달된다. 이는 진피를 과열 및 그 이후의 손상으로부터 보호하기 위한 냉각 기능을 제공한다. 한제 스프레이는 또한 진피의 상부의 냉각을 제공한다. 이것은 진피에서의 역 열 증감율(reverse thermal gradient)을 발생시켜서, 깊은 진피 및 심지어 피하 조직의 용적 가열 및 강화를 초래한다. 이 가열의 깊이는 치료 팁의 형상(geometry) 및 냉각 기간에 따라 달라진다.

본 개시의 자동화 치료 시스템(25)은 전술한 임의의 치료 및 미용 모발 및 피부 치료 시술을 수행하는데 이용될 수 있다. 그러나 시스템(25)은 관련 시술을 위해서 전술한 바와 같은 적절한 툴 및 하나 이상의 에너지 전달 장치를 구비할 필요가 있다. 또한, 시스템과 관련된 프로세서 및/또는 컨트롤러는 방법을 실행하고 특정 에너지 전달 장치 및 특정 유형의 치료를 위한 처리 파라미터를 적용하도록 구성되거나 프로그래밍되어야 한다. 처리가 로보트 아암(27)을 가진 이미지 가이드 컴퓨터 컨트롤러 시스템을 사용해서 자동화되기 때문에, 정확한 타깃팅 및 에너지 인가뿐만 아니라 임의의 횟수의 이동이 쉽고 빠르게 달성될 수 있다. 예컨대, 시스템(25)은 초당 적어도 60 사이클의 주파수로 이동, 타깃팅 및 에너지 인가 사이클을 수행할 수 있다.

로보트 시스템(25)은 프로세서 및/또는 컨트롤러(120)(이는 시스템(25) 내의 다른 곳에서 사용되는 것과 동일한 프로세서일 수도 있고 혹은 다른 프로세서나 컨트롤러일 수도 있음)에 동작 가능하게 연결된 사용자 인터페이스를 포함하는 것이 바람직하다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 사용자 인터페이스는 모니터(122), 그리고 키보드(124), 마우스, 포인터 및/또는 터치 스크린과 같은 하나 이상의 입력 장치를 포함할 수 있다. 다른 방안으로, 사용자 인터페이스는 스마트 장치, 모바일 폰, 스마트 폰, 또는 기타 이러한 장치를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스는 시스템 운영자가 에너지 전달 장치에 타깃 조직으로부터의 위치, 방향 및 거리 중 하나 이상에 관한 처리 파라미터 및/또는 명령을 입력하는 것을 가능하게 하거나 혹은 시스템은 일부 파라미터를 자동으로 제안할 수 있다. 또한, 예로서, 시스템 오퍼레이터는 사용자 인터페이스를 통해 하나 이상의 치료 위치를 그래픽적으로 선택할 수 있다. 사용자 인터페이스를 통해 입력 혹은 조절될 수 있는 치료 파라미터는, 치료 위치에서 목표로 하는 조직에 전달될 치료 혹은 미용 에너지의 타입, 강도 및/또는 지속 시간을 포함할 수 있다.

본 개시의 또 다른 측면에 따르면, 본 개시의 자동화된 이미지 가이드 시스템을 사용해서 다양한 처리 및 시술을 계획하고 이러한 계획을 실행하는 방법이 제공된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 치료 계획은 모발 이식 시술과 관련하여 모낭을 제 1 영역(채취 영역)으로부터 타깃 영역(이식 영역)으로 이식하도록 또는 모발 제거 또는 제모 시술과 관련하여 신체 표면에서 모발을 파괴/제거하도록 설계된 규정된 계획이다. 이러한 경우에, 치료 응용 분야에 따라서, 치료 계획은 모발이 제거되는 바깥 경계, 제거/이식될 모낭의 수, 채취 영역의 위치, 이식 영역의 위치, 타깃 이식 위치와 관련된 무질서도(degree of randomness), 인접한 타깃 이식 위치 사이의 간격, 모낭의 깊이, 이식 깊이, 환자 식별, 채취 영역의 지리학적 프로파일, 이식 영역의 지리학적 프로파일, 마커 위치 및 타깃 이식 위치의 밀도와 같은 하나 이상의 파라미터를 포함할 수 있다.

치료 계획이 시스템(25)을 사용해서 어떻게 생성될 수 있는지에 대한 몇 가지 예가 아래에서 설명된다. 예비 단계로서, 로보트 아암(27)은 치료 위치에 부근에 이미징 장치(예를 들어, 하나 이상의 카메라(28))를 위치시켜서 카메라(28)가 치료 영역의 하나 또는 이미지를 촬상할 수 있게 하도록, 조작될 수 있다. 이러한 조작은 예를 들어, 하나 이상의 이미지(다리, 팔 등)에서 치료의 경계를 식별하고, 기점을 이용해서 이 치료의 경계를 나타냄으로써, 또는 치료 영역에 대해서 카메라를 수동으로 위치시킴으로써 실질적으로 자동으로 수행될 수 있다. 카메라(들)에 의해 촬상된 치료 위치의 이미지는 다양한 이미지 프로세싱 기술을 사용해서 프로세서에 의해 수신되어 처리될 수 있다. 프로세서는 치료 위치 데이터 및 시술에 관련된 다른 정보를 결정할 수 있는데, 이는 불필요한 모발의 특정 위치, 모발의 유형/분류, 모발의 직경, 폭 또는 두께, 모발의 길이, 신체 표면과 관련된 모발의 각도, 모발의 색상/색소, 괌심 모발을 둘러싸는 피부의 색상/색소를 포함하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 프로세서는 또한 처리된 이미지 및 정보에 기초해서 제안된 치료 계획을 제안하거나 생성할 수 있다. 다른 실시예에서, 이미지 및 치료 위치 데이터는 사용자 인터페이스에 디스플레이될 수 있고, 시스템 운영자/사용자는 시스템(25)에 치료 파라미터 및/또는 명령어를 입력할 수 있다. 다른 방안으로, 사용자는 시스템에 의해 자동적으로 제안된 치료 계획을 간단히 거부 혹은 수정할 수 있다.

컴퓨터(120)에 치료 계획을 입력하는데 다양한 기술이 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 치료 계획은 사용자 인터페이스를 사용하여 입력될 수 있는데 이는 예를 들어도 1a에서 도시된 바와 같이, 모니터(122) 및 키보드(124)를 포함하거나 또는 터치 스크린, 모바일 장치, 스마트 장치, 태블릿 또는 전화기를 포함한다. 다른 방안으로, 치료 계획은 디스켓, 컴팩트 디스크 또는 USB 드라이브와 같은 저장 장치를 사용하여 입력될 수 있다. 다른 실시예에서, 치료 계획은 클라우드 환경과 같은 원격 서버/위치로부터 다운로드될 수도 있다. 추가 실시예에서, 치료 계획은 기술들의 조합을 사용해서 입력될 수 있다. 예를 들어, 일부 파라미터는 디스켓을 사용해서 컴퓨터(120)에 입력되고, 다른 파라미터는 사용자 인터페이스를 사용해서 입력될 수 있다. 일부 실시예에서, 치료 계획의 하나 이상의 파라미터는 실시간으로(예를 들어, 치료 세션 동안) 결정될 수 있다. 전술한 바와 같이, 치료 계획은 획득된 이미지에 기초해서 자동화 시스템(25)의 프로세서에 의해 생성될 수 있다.

치료 계획이 이미 시스템(25)에 프로그래밍되어 있다면, 시스템은 예를 들어 제모의 목적으로 관심 영역의 각 모발의 위치 및 방향을 이미 결정해서 알고 있기 때문에, 로보트 아암(27)은 시술 계획에 따라서 특정 모낭을 겨냥하도록 에너지 전달 장치를 위치시키도록 조작된다. 이후, 시스템(25)은 치료 위치(모발 제거 즉 제모의 경우에는 목표 모낭)에서 타깃 조직에 에너지를 지향시키도록 컨트롤러를 통해서 에너지 전달 장치를 동작시킨다. 많은 경우에, 치료 위치는, 예를 들어 신체 표면 영역으로부터의 모발 제거를 위한 영역 전체를 치료하기 위해 전달 장치에 의한 에너지의 복수 인가를 필요로 하는 영역을 포함할 수도 있다. 이 경우에, 로보트 아암(27)은, 시술 영역의 전체 영역이 치료될 때까지, 시술 계획에서 식별된 모낭 각각에서 에너지 전달 장치를 위치 조정하고 조준하도록 반복 조작된다.

또 다른 측면에 따르면, 본 개시의 시스템, 장치 및 방법은 또한 레이저 제모 장치를 포함한 기존 제모용 장치에 존재하는 문제점의 일부를 제거하거나 실질적으로 감소시킨다. 기존의 레이저 제거 기술은 모발을 제거되어야 하는 신체 표면 영역에 레이저 빔을 인가한다. 멜라닌이 부족한 모발은 레이저 인가의 영향을 받지 않을 것이며, 레이저 에너지는 이 모발에 의해 충분히 흡수되지 않을 것이어서 멜라닌 부족 모발은 실질적으로 손상되지 않는다. 그러나 멜라닌 부족 모발에 레이저 에너지(및 관련 열)를 인가하면 결과적으로 낭비될 뿐만 아니라 주변 조직에 불편, 통증 및 불필요한 손상을 유발할 수 있다. 나아가, 모발이 적거나 없는 영역에 레이저를 인가하면 피부와 같은 주위 조직에 존재하는 멜라닌의 침전물을 목표로 할 수 있으며, 여기서 레이저 에너지를 흡수해서 잠재적으로 조직 손상을 일으킬 수 있고(예를 들어, 열의 형태로), 따라서 치료받는 사람에게 고통은 없다고 해도 불쾌감은 유발할 수 있다. 또한, 이 모든 불편함 및/또는 통증이 모발 제거 즉 제모의 실질적인 이익이 없이 발생하기 때문에 피부를 어둡게 하거나 밝게 하는(어두운 피부 유형인 경우) 원인이 될 수 있다.

나아가, 전형적으로 레이저 제모 예약(appointment) 중에, 시술받는 환자는 자신의 전체적인 표준 피부 색조 또는 모발 색상에 기초해서 선택된 레이저로 치료된다. 제모 치료 센터에서는 일반적으로, 각각의 치료에서, 치료 영역 내에 존재할 수 있는 모발 또는 피부 색소의 어떠한 변화나 각각의 치료 세션 시간에 시술받는 환자에게 있을 수 있는 하나 이상의 새로운 탠 라인(tan line)의 존재도 고려하지 않으며, 즉 서로 인접한 영역의 색소/색이 서로 실질적으로 다를 수 있으며, 한 영역은 다른 영역보다 더 밝거나 또는 더 어둡다. 본 개시의 방법 및 시스템은 기존의 장치 및 시술의 많은 문제점에 대한 해결책을 제공한다.

본 개시에 따른 자동화 치료 시스템(25)을 사용해서 피부 및 모발과 관련된 치료나 미용 시술을 수행하는 전체 방법을 도 11을 참조해서 설명한다. 모발 제거 즉 제모의 예를 사용하면, 도 11은 신체 표면으로부터 모발을 제거하기 위한 개선된 방법(130)에 대한 흐름도로, 이 방법은 반자동 방법일 수도 있고 혹은 전자동 방법일 수도 있다. 제안되는 개선된 방법 및 이 방법을 구현하도록 구성된 시스템은 또한 환자에게 덜 고통스럽고 및/또는 보다 효율적인 시술을 달성할 수 있으며, 시간이 더 적게 소요될 수 있다. 일부 실시예에서, 제안되는 방법은 관심 모낭의 모발 성장 기간을 자동으로 결정하고, 특정 치료 세션 동안에 제거할 모발을 선택하는 적어도 하나의 인자로서 이 정보를 사용한다. 이 정보는 사용하여 필요한 시술의 회수와 시술 사이의 시간 간격을 계획하는데도 사용된다. 도 11의 예가 모발 제거와 관련해서 설명되었지만, 동일한 일반적인 방법이 다른 시술에서 사용될 수도 있고 특정 치료 또는 적용에 필요한 정도에 따라서 조정될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

우선, 신체 표면 상의 하나 이상의 관심 영역은 획득된 하나 이상의 이미지로부터 식별될 수 있으며, 예를 들어, 환자의 등의 상부 섹션이나 환자의 다리의 아래쪽 부분과 같이 이 이미지 중 모발이 제거되기를 원하는 영역이 식별될 수 있다. 이러한 하나 이상의 관심 영역은 사용자 인터페이스를 통해 수동으로 식별될 수도 있고, 조작자에 의해 식별될 수도 있고 혹은 시스템에 의해서 반자동으로 혹은 자동으로 식별될 수도 있다. 예를 들어, 조작자가 관심 영역을 촬상하도록 카메라를 수동으로 위치시킬 수 있고, 시스템이 관심 영역(다리, 팔 등)의 경계를 자동으로 식별 할 수도 있으며, 혹은 기점을 이용해서 관심 영역의 하나 이상의 경계를 나타낼 수도 있다. 이 방법의 예비 단계(132)는 점선으로 도시되어서 이 단계가 이 방법에서 옵션이며 별도로 수행될 수 있다는 것을 나타내고 있다. 관심 영역이 식별되면, 현재 방법은, 예컨대, 비한정의 예로서 분할, 에지 검출 및 스레숄딩을 포함한 알려진 이미지 처리 기술을 사용해서 관심 영역의 모발 중 일부 혹은 전부를 식별하는 단계 134에서 시작된다. 모낭을 식별하는 것은 3D 좌표계에서 그 위치 및 방향(신체 표면에 대한 각도 및 방향을 포함한)을 식별하는 것을 포함한다.

전술한 바와 같이 모발을 식별하면, 단계 136에서, 관심 영역에서 식별된 모발의 성장 기간에 대한 결정이 행해진다. 어떤 모발이 모발 성장 기간에 있는지를 결정하는 것(특히 성장기 성장 기간의 모발을 식별하는 것)은 본 개시의 이 측면에 따른 모발 제거를 계획하는데 유용하다. 결정된 모발 성장 기간은 성공적인 시술 결과를 달성하기 위해 예를 들어 다른 인자와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 모발 성장 기간 정보는 제모를 위한 특정 모발을 선택하는 것뿐만 아니라, 총 세션의 회수를 줄이기 위해 각 모발 제거 세션의 타이밍을 선택하는 데 사용될 수도 있다. 문제가 되는 신체 표면의 다양한 부분에서의 모발의 모발 성장 기간의 전반적인 상태 및 다양한 모발 성장 기간에 있는 모발의 분포는, 중요한 치료 계획 툴로서 사용될 수 있어서 보다 성공적인 결과가 실현될 수 있다.

이제 도 13을 참조해서 다양한 모발 성장 기간을 설명한다. 모발 성장 주기는 3가지 주요 기간, 성장기, 퇴행기(catagen) 및 휴지기(telogen)가 있다. 성장 기간(202)은 모발 주기의 첫 기간으로, 새로운 모발이 성장하고 모낭(210)이 길어진다. 모근(212)은 모낭의 바닥 부분에 있는 구 형태의 구조이다. 이것은 모발의 살아있는 부분이다. 이 모근은 심지어 23~72 시간에 분할되는 여러 종류의 줄기 세포를 보유하고 있어서 신체의 다른 어떤 세포보다 빠르다. 모근에는 또한 모발 성장에 영향을 미치는 호르몬도 포함되어 있다. 모근(212)의 줄기 세포는 모발에 영양을 공급하며, 모발과 피부 모두의 색소를 생성하고 저장하는 세포인 멜라닌 세포를 생산한다. 이 기간은 모발의 길이를 결정하며, 다리 위, 겨드랑이 및 사타구니 영역에 있는 모발은 전형적으로 4 내지 6주의 성장기에 있다. 또한, 성장기 기간에, 모발은 일반적으로 퇴행기 기간 또는 휴지기 기간보다 두껍거나 거칠며, 일반적으로 약 0.05mm인 것에 비해 두께가 약 0.1mm이다(연령, 성별, 인종/민족, 모발의 위치, 모발의 유형 등과 같은 다양한 요인에 따라 달라짐). 모발은 길고 멜라닌이 풍부한데, 금발, 붉은 모발 또는 흰색(회색)의 모발은 페오멜라닌을 포함하고, 갈색 모발 또는 검은 모발은 유멜라닌을 포함한다. 건강한 사람의 두피에 있는 모낭의 대략 75%~95%는 일반적으로 성장기 기간에 있다. 이 모발 주기 길이 및 비율은 신체의 다른 부분에서는 상이할 수 있으며, 예를 들어, 눈썹의 모발 성장기 주기는 일반적으로 4~7개월이다.

퇴행기(204)는 모발 주기의 제 2 기간으로, 모발 성장이 멈추고 모발이 휴지기 기간으로 전이하는 모발 주기의 짧은 기간이다. 이것은 전형적으로 2~3주 지속되는 전이 단계로, 모모 세포(hair matrix cell)의 아포프토시스(apoptosis) 및 모낭의 하부 부분의 퇴화를 특징으로 한다. 퇴행기 기간 동안, 모근(212)은 하피에서 중간-진피(mid-dermis)로 옮겨가고, 모발의 길이는 짧아지고 모발은 줄기 세포로부터 영양을 덜 받아서 색소/색이 적어지게 된다.

휴지기(206)는 최종 단계(휴식 기간)로, 퇴행기 기간에 후속하는 모발 주기의 일부이다. 모발은 줄기 세포로부터 영양분을 섭취하지 않으며 색소/색도 없다. 이 기간에 모발 생산은 없으며 모근은 완전히 각화되어 있다. 두피 모낭의 휴지기 기간은 약 3~4개월 지속되지만, 다리와 같은 다른 신체 부위에서는 상당히 길다. 모발 줄기는 휴지기 기간에 모낭에 고정된 상태로 유지된다. 성장기 기간의 모발은 하루에 약 0.35mm(1달에 1cm) 자라는 반면, 휴지기의 모발은 자라지 않는다.

도 11의 일반적인 방법의 단계 136에 따르면, 식별된 모발의 성장기 기간의 결정은 모발이 성장 기간에 있는지 여부를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제모 시술을 받는 환자는 다양한 방법에 의해 어느 모발이 성장기 기간에 있는지를 결정하기 위해 초기 예약을 해야할 수도 있다. 이 기간은, 예를 들어, 상기 설명한 바와 같이 그 두께 또는 직경에 의해 결정될 수 있다. 그러나, 이 환자의 기존 데이터, 다른 사람의 기존 데이터 또는 다른 확실한 소스를 통해서 수집된 데이터(이력 데이터 또는 통계 데이터라고도 함)에 기초한, 성장기 성장 기간 모발의 식별에 채택될 수 있는 다른 방법이 있다. 이 데이터는 성별, 연령, 인종, 민족, 환자 이력, 환자의 병력 및/또는 모발이 제거되는 신체 영역 중 하나 이상에 기초하여 특성화될 수 있다. 선택적으로, 또는 이에 더해서, 식별된 모낭 유닛에 대한 이미지 데이터가 모발이 성장기 성장 기간에 있다는 것을 확인하는데 이용될 수도 있고, 모발 성장 기간은 영역 내에서 모발을 식별하는 것과 동시에 결정될 수도 있으며, 그 결과 단계 134 및 136가 수행될 수 있다.

성장기 기간에 모발은 하루 0.25~0.45mm, 예를 들어 0.33mm 이상 성장하는 것으로 알려져 있기 때문에, 실질적으로 성장하지 않은 모발은 성장기 기간에 있는 것이 아니라 휴지기 기간에 있는 것으로 가정할 수 있다. 따라서, 일례로 환자가 제모될 부위를 제모 예약의 약 3일 전에 면도해야 하는 경우에, 예약일에 면도되는 영역의 이미지를 촬상하고, 3일 동안 약 1mm 정도 성장한 모발로서 성장기 모발이 식별될 수 있다. 거의 이 정도 성장하지 않은 모발은 퇴행기 기간 혹은 휴지기 기간에 있는 모발로 간주될 수 있다. 다른 예에서, 이러한 분류는, 전술하였고 도 13에도 도시된 바와 같은 모발의 기간의 하나 이상의 다른 특성에 기초해서 예컨대, 프로세서에 의해서 자동으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 신체 표면 위 및/또는 아래의 이미지를 처리함으로써, 몇가지 예를 들면 모발의 두께/직경, 모발 줄기와 관련된 색소/색, 신체 표면 아래의 모발 줄기의 길이 등 중 하나 이상과 관련하여 데이터를 얻을 수 있다. 일부 실시예에서 선택적으로, 점선인 단계 138에 나타난 바와 같이, 전형적으로 성장기 기간의 중간인 성장기 기간의 서브 기간 또는 특정 기간이 추가로 식별될 수 있다. 이 서브 기간은 가동되는 에너지 전달 장치에 의해 타깃팅될 때 모발의 가열 잠재력(heating potential)을 최적화하는 잠재력을 가질 수 있으므로 효율적인 제모를 수행하기 위한 최적의 시간일 수 있다. 다른 방안으로, 또는 이에 더해서, 이 선택적인 단계 138에서, 성장기 성장 기간의 멜라닌이 풍부한 단계에 있는 모발이 확인될 수 있다.

관심 영역 내의 모발의 모집단 중 어느 모발이 성장기 성장 기간에 있는지를 결정하면, 일부 실시예에서, 그러한 표시가 예를 들어, 디스플레이 스크린 상으로 조작자에게 릴레이될 수 있다. 일 실시예에서, 성장기 성장 기간에 있다고 결정된 모발에 그래픽 표식이 할당될 수 있고, 이 그래픽 표식은 대응하는 모발 상에 중첩되거나 모니터 상에 디스플레이될 수 있다. 단계 140에서, 치료될 하나 이상의 모낭이 선택된다. 이 선택은 시스템에 의해 자동으로 수행될 수도 있고, 혹은 선택적으로, 조작자가 예를 들어 사용자 인터페이스를 통해 시스템에 입력을 제공하여, 성장기 모발로 결정되어 시각화된 모발이 제모되어야 하는지 여부를 나타내거나 또는 제모 치료에 추가될 수 있는 추가의 모낭을 식별하거나 또는 결정된 성장기 모발 중 하나 이상이 제모되는 것을 방지한다. 일부 실시예에서, 사용자는 성장기 성장 기간에 있다고 결정된 모낭이 신체 표면으로부터 제거되는 순서를 사용자 인터페이스를 통해 추가로 나타낼 수 있다. 자동화 구현예에서, 이미지 처리 유닛은, 성장기 성장 기간에 있는 것으로 식별된 모낭 중 일부 또는 전부를 제거를 위해 선택하고, 선택적으로, 제거 순서를 나타내도록 구성(예를 들어, 프로그래밍)될 수 있다.

이 단계에서, 조작자는 단계 142에서, 제공된 정보에 기초해서 관심 영역으로부터 결정된 성장기 기간 모발을 제거하기 위해 적절한 에너지 전달 장치를 선택할 수 있다. 다른 방안으로, 단계 142에서, 에너지 전달 장치는 획득된 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초해서 시스템에 의해 자동적으로 선택될 수 있다. 에너지 전달 장치 또는 소스는 특정 개개 모낭에 대해 선택될 수도 있고, 혹은 적절하고 효율면에서 유리한 경우에는, 특정 영역 내의 모낭 그룹용으로 선택될 수 있다. 이러한 방식으로, 치료 계획이 생성되고 이로써 성장기 성장 기간에 있는 것으로 결정된 모낭만이 레이저와 같은 에너지 전달 장치에 의해 타깃팅되고, 임의의 추가적인 적절한 선택 파라미터가 제모를 위한 모발의 최종 선택에 고려된다. 동시에, 성장기 성장 기간에 있지 않은 모낭은 피할 수 있다.

레이저 모발 제거 시술을 받는 일부 환자는, 팔, 등 또는 다리와 같은 신체 표면의 다양한 부분으로부터 모발을 제거하고자 할 수 있다. 가장 적절한 에너지 장치가 선택되도록(작업자에 의해 또는 시스템에 의해 자동으로), 특히 신체 표면의 구분이 고려될 수 있다. 선택적으로, 가장 적절한 에너지 전달 장치 또는 소스를 선택하기 위해서, 단계 143나 단계 144에서 혹은 모두에서 모발의 색소/색 및/또는 신체 표면의 관심 영역의 색소/색이 결정될 수 있다. 전술한 바와 같이, 모발/피부의 색소/색에 기초해서, 일부 에너지 소스는 다른 것보다 더 적합할 수 있다. 단계 142에서, 선택적으로는 단계 146에서, 에너지 소스를 선택하면, 선택된 소스의 하나 이상의 파라미터가 모발을 제거하는데 사용되기 전에 조정될 수 있다. 에너지 전달 장치와 관련된 하나 이상의 파라미터는 예를 들어 작동 주파수/파장, 스폿 크기, 가동 시간, 펄스 길이, 펄스 기간 및/또는 플루엔스를 포함할 수 있다. 레이저를 선택할 때 중요한 파라미터 중 하나는 달성될 수 있는 침투 깊이를 나타내는 파장이다. 다른 파라미터는 예를 들어 펄스 폭/스폿 크기를 포함한다. 스폿 크기가 더 크거나 혹은 빔의 물리적인 폭이 더 크면, 빔은 더 많은 수의 모낭을 통과할 수 있으며, 따라서 더 짧고 저렴한 치료를 제공한다. 펄스 폭이 더 크면, 생성된 열이 더 오래 지속될 수 있으며, 따라서 목표로 하는 모발이 파괴될 가능성을 높이다. 플루엔스는 인가되는 에너지 밀도의 척도이며, 그 값이 더 크면 더 큰 열을 제공하며, 따라서 모발을 파괴할 가능성이 커진다. 그러나 주파수/파장, 스팟 크기, 펄스 지속 시간 및 플루엔스의 조합은 모발뿐만 아니라 피부에도 영향을 미칠 수 있으므로, 적절한 에너지 소스뿐만 아니라 관련 파라미터를 선택하는 것은 얻어지는 전체 결과에 중요하다. 단계 148에서, 선택된 에너지 전달 장치 또는 소스의 에너지 빔은 선택된 모발 중 하나로 향하고, 이에 대해서 정렬/방향 조정된다. 빔을 선택된 모발로 향하게 하고 정렬/방향 조정하는 것은, 예를 들어, 도 5, 5a 또는 5b를 참조해서 상술한 바와 같이 수행될 수 있다. 일단 선택된 모낭이 치료되고, 그룹 내의 다수의 모낭에 대해 동일한 에너지 전달 장치가 선택되면, 선택된 에너지 전달 장치는 선택된 식별된 그룹 내의 또 다른 모낭으로 지향 및 조준되고, 그룹 내의 모든 모낭이 치료된다. 그러나, 선택된 에너지 전달 장치가 특정 모낭 또는 모낭의 소그룹에 대해서만 최적인 경우에, 에너지 전달 장치를 선택하는 단계는 다른 하나 이상의 모낭에 대해 반복되고, 이 새롭게 선택된 에너지 소스 또는 장치는 선택된 하나 이상의 모낭 각각으로 향하게 된다. 에너지 전달 장치 선택은 이론적으로는 각 모낭에 대해 연속적으로 수행될 수는 있지만, 이것은 분명히 오히려 시간이 많이 소요되므로 동일한 에너지 전달 장치(및 에너지 전달 장치의 세팅)가 그룹의 복수의 모발에 사용된다면, 이 방식이 더 유용할 것이다.

하나 이상의 카메라를 사용해서 다양한 파장의 광을 이용해 피부 표면 위 및 아래의 이미지를 얻음으로써, 예를 들어 피부 표면 위 및 피부 표면 아래의 이미지의 감산 및/또는 조합을 포함하는 이미지 처리를 통해서 피부 표면 아래의 모낭 유닛의 모발 줄기 부분이 식별될 수 있으며, 이로써 레이저가 타깃으로 할 수 있는 보다 정확한 위치를 제공할 수 있다. 프로세서는 이 정보를 컨트롤러에 통신할 수 있으며, 이 컨트롤러는 피부 표면 아래의 모발 줄기 부분의 식별 결과에 적어도 부분적으로 기초해서 모낭 유닛으로 레이저를 조준하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 레이저는 모낭 유닛의 모근을 더 조준할 수 있다. 주변 조직이 아닌 이 영역만을 실질적으로 타깃팅함으로써, 주변 조직을 최소한으로 손상하면서, 그리고 보다 중요하게는 시술의 환자에 대한 피부 가열을 감소시켜서 대응하는 불편함이나 통증을 감소시키면서 성공적인 모발 제거 시술이 수행될 수 있다.

일부 실시예에서, 레이저 빔과 같은 에너지 전달 장치의 스폿 크기는 모낭의 모든 멜라닌이 풍부한 부분을 타깃팅하고 커버하도록 충분히 크게 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 컨트롤러는, 에너지 전달 장치의 스폿 크기가 레이저 빔, 모발 줄기의 적어도 일부분 및 성장기 기간이라고 식별된 모발의 모근의 적어도 일부 사이의 교점을 실질적으로 최대화하도록, 에너지 전달 장치를 조작한다.

이들 식별된 영역만을 특정 시간 동안 특정 파장으로 에너지 전달 장치(예를 들어, 레이저 빔)로 타깃팅함으로써, 충분한 에너지가 흡수될 수 있고, 목표로 하는 영역이 가열되어 본질적으로 모발 성장을 담당하는 셀을 파괴하고, 이로써 일시적으로 모발의 추가 성장을 억제한다. 레이저 빔과 같은 빔의 영향을 받지 않는 모발에 에너지(레이저 빔 등)를 조준하는 시간을 허비하지 않고, 필요하지 않을 때 신체 표면의 불필요한 영역을 노출시키지 않음으로써, 시술의 환자가 겪을 잠재적인 불편함 및/또는 고통이 감소될 수 있다. 의사가 치료를 위해 채택한 가격에 따라서, 레이저가 발사되는 시간의 단축, 시술이 수행되는 시간의 감소, 및 치료를 제공하는 조작자가 소비하는 시간의 감소 중 하나 이상을 통해서, 시술의 환자의 최종 비용을 잠재적으로 감소시킬 수 있다.

제안되는 시술 타이밍뿐만 아니라 시술을 진행하기 위한 결정은 시스템에 의해(예를 들어, 사전 프로그래밍된 정보에 기초하여) 자동으로 제안될 수도 있고, 또는 사용자 인터페이스를 통해서 이용 가능한 다양한 옵션으로부터 사용자(의사)에 의해 선택될 수도 있으며, 또는 의사가 직접 선택할 수도 있다. 일 실시예에서, 환자가 시술을 받기에 가장 좋은 시간, 또는 성장기 성장 기간에 있는 영역 내의 모발의 비율 즉 백분율에 기초해서 성공적인 시술을 달성할 가능성이 가장 높은 시간으로서 정의된 가장 좋은 시간에 관한 결정이 이루어질 수 있다. 성장기 기간 동안 레이저 에너지를 받는 모발은 제거될 확률이 높으므로, 성공적인 모발 제거 세션을 도와서 원하는 미적인 결과를 얻는다.

또 다른 측면에 따르면, 모발 성장 기간의 분석을 사용해서 모발 제거 즉 제모를 계획하는 방법은, 신체 표면 상의 미리 정의된 영역 내의 하나 이상의 모낭을 식별하는 단계와; 하나 이상의 모낭에 대한 모발 성장 기간의 타입을 결정하는 단계와; 성장기 모발 성장 기간인 모발의 비율을 결정하는 단계와; 성장기 모발 성장 기간의 모발에 대응하는 표식을 할당하고 이들 표식만으로 사전 정의된 영역을 채우는(populating) 단계와; 결정된 성장기 모발의 비율 및/또는 채워진 표식의 분포에 적어도 부분적으로 기초해서 모발 제거 시술을 계획하는 단계를 포함한다. 계획하는 단계는 모발 제거 시술을 언제 시행할지를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 표식은 또한 성장기 모발 성장 기간인 모발의 비율의 표시뿐만 아니라 사전 정의된 영역에 그 분포를 제공하는 메트릭을 제공하는 데도 도움을 줄 수 있다. 이러한 메트릭은, 불필요한 불편함 및/또는 통증을 유발하지 않고 예를 들어, 제거될 수 있는 모발의 수에 기초한, 모발 제거 세션의 길이의 표시를 제공하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 메트릭은 요구될 수 있는 세션의 수를 결정하고, 성장 기간인 모발의 수 및 분포에 기초해서 이 세션이 얼마의 간격을 두고 스케쥴링되어야 하는지를 결정하는데 이용될 수도 있다. 다른 실시예에서, 모발이 제거된 위치는 이후 예약에서 기록되고 참조되어 특정 환자에 대한 특정 기록을 생성할 수 있다.

일부 다른 실시예에 따른 자동화 시스템을 사용해서 제모하는 일반적인 방법의 또 다른 예가 도 12에 도시되어 있다. 전술한 바와 같이, 방법(150)은 관심 영역에서 복수의 원하지 않는 모낭을 식별하는 것으로 시작된다(단계 152). 이 단계는 전술한 원하지 않는 모낭 각각의 위치 및 방향(3차원 좌표 포함)을 식별하는 단계를 포함할 수 있다. 단계 154는 a) 식별된 모낭의 일부 또는 전부에 대한 색 또는 색소 값(들)을 결정하는 단계(예를 들어, 자동 측정 및 할당)(단계 156) 및 b) 신체 표면의 관심 영역의 색/색소 값(예를 들어, 피부 또는 피부의 일부의 색)을 결정하는 단계(단계 158) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 단계 160에서, 에너지 전달 장치가 예를 들어 도 11에 따라서 전술한 바와 같이 선택될 수 있다. 선택적으로, 일부 실시예에서, 단계 162에서, 에너지 전달 장치는 식별된 모낭 중 하나와 정렬되도록, 예컨대 식별된 모낭 중 하나의 모발 줄기의 일반적인 방향과 정렬되도록, 자동으로 지시받을 수 있다(단계 160). 이는 도 5, 5a 또는 5b를 참조로 전술한 바와 같이 수행될 수 있다. 에너지 전달 장치의 빔은 피부 위의 모낭의 모발 줄기 부분 또는 모발 줄기의 표면 부분 아래의 예상 방향과 정렬될 수 있다. 이 방법은 식별된 모낭 중 하나 이상을 제모하도록 에너지 전달 장치를 작동시키는 단계를 포함할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 대안적으로 제모 장치와 같은 자동화 치료 시스템(25)은 관심 영역에서 둘 이상의 상이한 처리를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 환자는 등 위쪽 부분에서 문신을 제거하기를 원할 수 있는데 이는 수년 동안 약간 모발로 덮여져 있었으며, 조작자는 환자에게 문신 제거 시술을 행하기 전에 모발이 제거되는 것이 환자에게 유익하다고 생각할 수도 있다. 본 개시의 이러한 측면에 따르면, 단일 시스템(25)이 잠재적으로는 동일한 치료 세션에서 두 시술 모두에 이용될 수 있다. 문신을 포함하는 신체 표면의 하나 이상의 이미지를 획득한 이후에, 시스템은 문신이 위치된 곳을 자동으로 식별하고 동일한 영역에 배치되어 있을 수 있는 모발을 식별할 수 있다. 이렇게 함으로써 모발의 성장 기간이 결정될 수 있다. 문신 영역 내의 성장기 성장 기간인 모발의 색소가 일단 결정되고 관심 영역(문신이 있는 영역)의 색소 결정이 확인되면, 시스템은 성장기 성장 기간 모발 및 문신의 제거에 유효한 적절한 에너지를 자동으로 선택하고 이에 따라서 주파수, 스팟 크기, 펄스 시간 또는 플루엔스 중 하나 이상을 적절하게 조정할 수 있다. 그러나, 이 예에서, 에너지 소스를 가동해서 피부 색소로 지향시켜서 문신을 제거하기 전에, 레이저와 같은 선택된 에너지 소스가 가동되어서 성장기 성장 모발로 지향되어서 모발을 제거할 수 있다. 이러한 방식으로, 에너지 소스 또는 전달 장치가 가동되어 피부 색소로 지향되어서 문신을 제거할 때, 처리할 모발이 없으므로, 고통이 덜한 문신 제거 처리를 제공할 수 있다. 관심 영역에서 2개 이상의 상이한 치료법이 요구될 수 있는 상황의 다른 예는 검버섯, 주근깨, 여드름 흉터, 기미 및 원치 않는 모발이 있을 수 있는 영역을 포함한다.

예컨대, 탠 라인으로 인한 신체 표면의 상이한 색소 및 햇빛 노출로 인한 모발에서의 상이한 색소가 수용될 수 있도록, 에너지 소스의 유사한 조합이 선택될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일 구성에서, 컨트롤러에 포함되어 있는 소프트웨어는 개별 모발 기반(hair-by-hair basis)이나 모낭 그룹에 또는 모근 모낭에 적절한 에너지 소스를 실시간으로 선택하도록 구성될 수 있다. 다른 구성에서, 시스템은 에너지 소스가 가동되기 전에, 성장기 모발, 모발 색소, 신체 표면의 색소 및 모낭 내 멜라닌-풍부 영역 중 하나 또는 그 조합을 결정하도록 구성될 수 있다. 치료 계획은, 하나의 에너지 소스의 가동이 필요한 것으로 결정된 모든 모발이 제 2 소스가 가동되기 전에 처리되도록 제공될 수 있다.

본 개시의 시스템 및 장치는, 제모 시술이 수행되는 신체 표면의 영역에서 조직을 보호하고 통증을 감소시키도록 자동화되고, 효과적이며 효율적인 냉각을 가능하게 함으로써, 기존의 제모 장치에 대한 다른 개선점을 제공한다. 본 개시에 따른 일부 실시예에서는, 한제 스프레이를 수동 적용하거나 또는 진통제를 복용하는 대신, 공기 분사기를 사용해서 냉각이 이루어지다. 하나 이상의 분사기를 포함할 수 있는 공기 분사기가 이동 가능한 아암에 마련되어서, 신체 표면으로 공기 흐름을 지향시킬 수 있다. 하나 이상의 분사기는, 자신으로부터 방출되는 공기가 에너지 전달 장치로부터의 에너지의 방향과 실질적으로 자동적으로 정렬되도록 구성될 수 있다. 특정 실시예에서, 공기 분사기는 전술한 바와 같이, 모낭과 정렬될 때, 에너지 전달 장치의 방향에 따라 자동으로 가동, 지향 및 정렬될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 공기 분사기가 언제 어느 위치 및 방향으로 얼마나 가동되는지에 관한 타이밍과 관련해서(예를 들어, 공기 분사기가 에너지 전달 장치와 동시에 가동게 함) 사용자가 프로세서 및 컨트롤러 중 적어도 하나에 명령어를 입력할 수 있도록 사용자 인터페이스가 제공될 수 있다. 또한, 공기 분사기가 아닌 다른 냉각용 유체가 이용될 수도 있다.

도 14는 본 명세서에 개시된 실시예와 함께 사용될 수 있는 피부 텐셔너(500)의 예를 도시한다. 피부 텐셔너(500)는 축(501), 수평 지지부(502) 및 2개의 측부 가지(tine)(503)를 포함한다. 각각의 가지(503)는 피부 표면을 가압하기 위한 후단부(504)를 포함한다. 축(501)의 전단부(506)는 로보트 모발 이식 시스템의 엔드 이펙터와 결합되도록 구성된다(예를 들어, 크기 및 모양의 결정됨). 수평 지지부(502)는 x-축을 따라서 힘을 가하는 스프링 부하형(spring-loaded) 메커니즘(도시 생략)을 포함하여, 이로써 가지(503)는 서로 벌어지게 된다. 사용시에, 가지(503)의 후단부(504)는 모발이 모낭 또는 모낭 유닛 옆에 위치되고, 2개의 후단부(504) 사이에 모발이 위치된다. 스프링 부하형 메커니즘이 가지(503)를 벌어지게 해서 피부를 팽팽하게 한다. 결과적으로, 모낭과 관련된 모발 줄기가 두피 표면에 대해 보다 직립될 수 있다. 천자침 및 코어침(coring needle), 또는 레이저 빔과 같은 본 명세서에 기술된 임의의 다른 툴이 가지(503)의 후단부(504) 사이에서 동작될 것이다. 피부 텐셔닝 장치의 다른 구성이 본 개시의 시스템 및 방법과 함께 사용될 수도 있다.

또한, 일 실시예의 개개의 특징이 본 명세서에서 설명되거나 일 실시예의 도면에 도시되어 있고 다른 실시예에서는 도시되어 있기 않더라도, 일 실시예의 개개의 특징이 다른 실시예의 하나 이상의 특징이나 복수의 실시예로부터의 특징과 결합될 수 있다는 것이 자명할 것이다. 비제한적인 예로서, 당업자라면, 한 도면 또는 실시예를 참조로 설명된 특정한 특징 또는 특성이 다른 도면 또는 실시예에서 설명된 특징 또는 특성과 적절하게 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 출원인은 본 개시의 청구 대상이 본 명세서에 개시된 다양한 단계, 요소, 특징, 기능 및/또는 속성의 모든 조합 및 하위 조합을 포함하는 것으로 간주한다. 본 개시의 범주로부터 벗어남 없이 전술한 것 이외의 다른 실시예가 사용될 수도 있고, 논리적인 변경이 이루어질 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 상세한 설명은 제한적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 앞에서 방법이 개별적인 단계로 설명되었더라도, 하나 이상의 단계가 실시예의 의도한 기능으로부터 벗어남없이 결합될 수도 있고 심지어 생략될 수도 있다는 것이 자명할 것이다.

상기 개시하고 설명한 실시예는 다양한 수정 및 대안의 형태가 있을 수 있으며, 본 개시 및 본 명세서에 개시된 특정 실시예는 일반적으로 개시된 특정 형태나 방법으로 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구항의 범주에 들어가는 모든 수정물, 등가물 및 대안예를 포함한다. 비한정의 예로서, 당업자라면 본 개시가 로보트 아암을 포함하는 로보트 시스템으로 한정되는 것은 아니며, 이동 가능 아암 어셈블리를 구비한 다른 자동화 시스템 및 반자동화 시스템이 각각의 카메라 및 툴 어셈블리를 이동시켜서 신체 표면에 가깝게 정확하게 위치시키는데 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (30)

1. 자동화 시스템을 사용한 제모를 위해 에너지 전달 장치를 선택하는 방법으로서,
   이미징 장치에 의해 획득된 이미지에서, 신체 표면 영역 내의 원치않는 모낭의 위치 및 방향을 자동으로 식별하는 단계와,
   상기 식별된 원치않는 모낭 중 일부 혹은 전부의 모발 색소 값 및 상기 식별된 원치않는 모낭을 가진 상기 신체 표면의 영역의 피부 색소 값 중 적어도 하나를 자동으로 측정해서 할당하는 단계와,
   상기 할당된 피부 색소 값 및 하나 이상의 식별된 원치않는 모낭의 상기 할당된 모발 색소 값 중 적어도 하나에 기초해서, 상기 자동화 시스템에 동작적으로 접속된 복수의 에너지 전달 장치 중에서 하나의 에너지 전달 장치를 자동으로 선택하는 단계와,
   하나 이상의 식별된 모낭 중 하나의 상기 식별된 위치 및 방향에 기초해서, 하나 이상의 식별된 모낭 중 상기 하나의 모발 줄기의 일반적인 방향에 대해 위치하도록 상기 선택된 에너지 전달 장치를 자동으로 지향시키는 단계
   를 포함하는 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 자동으로 지향시키는 단계는, 상기 에너지 전달 장치를 상기 모발 줄기의 일반적인 방향과 정렬시키는 단계 또는 상기 에너지 전달 장치를 상기 하나 이상의 식별된 모낭 중 상기 하나의 상기 모발 줄기의 피부 아래 부분의 일반적인 방향과 정렬시키는 단계를 포함하는
   방법.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 에너지 전달 장치를 자동으로 선택하는 단계는 복수의 식별된 원치않는 모낭의 할당된 모발 색소 값에 기초하는
   방법.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   식별된 모낭 개개 또는 식별된 모낭의 선택된 그룹에 대해 상기 에너지 전달 장치를 선택하는 것을 반복하는 단계를 포함하는
   방법.
   
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 정렬시키는 단계를 상기 하나 이상의 식별된 모낭 각각에 대해 반복하는 단계를 포함하는
   방법.
   
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 피부 색소 값을 자동으로 측정해서 할당하는 단계는 피부 색소에 관한 기존의 데이터를 분석하는 단계를 포함하는
   방법.
   
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 식별된 원하지 않는 모낭 중 일부 또는 전부 중에서, 성장기 모발 성장 기간에 있는 모낭을 식별하는 단계를 더 포함하는
   방법.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 성장기 모발 성장 기간에 있는 모낭을 식별하는 단계는 상기 식별된 모낭의 대응하는 직경을 결정하는 단계를 포함하는
   방법.
   
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 식별된 모낭 중 상기 하나를 제모 혹은 제거하도록 상기 에너지 전달 장치를 동작시키는 단계를 더 포함하는
   방법.
   
10. 자동화 시스템을 사용한 제모를 위해 에너지 전달 장치를 선택하는 방법으로서,
    이미징 장치에 의해 획득된 이미지에서, 신체 표면 영역 내의 원치않는 모낭의 위치 및 방향을 자동으로 식별하는 단계와,
    상기 식별된 원치않는 모낭 중 일부 혹은 전부의 모발 색소 값을 자동으로 측정해서 할당하는 단계와,
    상기 식별된 원치않는 모낭을 가진 상기 신체 표면 영역 내의 피부 색소 값을 자동으로 측정해서 할당하는 단계와,
    상기 할당된 피부 색소 값 및 하나 이상의 식별된 원치않는 모낭의 상기 할당된 모발 색소 값 중 적어도 하나에 기초해서, 상기 자동화 시스템에 동작적으로 접속된 복수의 에너지 전달 장치 중에서 하나의 에너지 전달 장치를 자동으로 선택하는 단계
    를 포함하는 방법.
    
11. 제모를 위한 이미지 가이드식 자동화 장치로서,
    신체 표면의 이미지를 포함하는 이미지 데이터를 수신하도록 구성된 인터페이스와,
    동작을 실행하기 위한 명령어의 세트를 포함하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 명령어의 세트는,
    이미징 장치에 의해 획득된 이미지에서, 신체 표면 영역 내의 원치않는 모낭의 위치 및 방향을 자동으로 식별하는 명령어와,
    상기 식별된 원치않는 모낭 중 일부 혹은 전부의 모발 색소 값을 자동으로 측정해서 할당하는 명령어와,
    상기 식별된 원치않는 모낭을 가진 상기 신체 표면 영역 내의 피부 색소 값을 자동으로 측정해서 할당하는 명령어와,
    상기 할당된 피부 색소 값 및 하나 이상의 식별된 원치않는 모낭의 상기 할당된 모발 색소 값 중 적어도 하나에 기초해서, 상기 자동화 시스템에 동작적으로 접속된 복수의 에너지 전달 장치 중에서 하나의 에너지 전달 장치를 자동으로 선택하는 명령어와,
    상기 하나 이상의 식별된 모낭 중 하나의 상기 식별된 위치 및 방향에 기초해서, 상기 하나 이상의 식별된 모낭 중 상기 하나의 모발 줄기의 일반적인 방향에 대한 위치와 정렬되도록 상기 선택된 에너지 전달 장치를 자동으로 지향시키는 명령어
    를 포함하는
    이미지 가이드식 자동화 장치.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 장치는 로보트 아암을 포함하는 로보트 장치이고,
    상기 복수의 에너지 전달 장치는 상기 로보트 아암에 연결되는
    이미지 가이드식 자동화 장치.
    
13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    목표로 하는 모낭으로 공기 흐름을 지향시키도록 구성된 공기 분사기를 더 포함하는
    이미지 가이드식 자동화 장치.
    
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서 또는 다른 프로세서는, 상기 에너지 전달 장치와 정렬되도록 상기 공기 분사기를 자동으로 지향시키고 상기 에너지 전달 장치의 가동과 동시에 상기 공기 분사기를 가동하는 명령어를 포함하는
    이미지 가이드식 자동화 장치.
    
15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선택된 에너지 전달 장치는 치료용 레이저 또는 미용용 레이저를 포함하는
    이미지 가이드식 자동화 장치.
    
16. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 적어도 2개의 레이저를 포함하는
    이미지 가이드식 자동화 장치.
    
17. 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 피부의 색소 및 1) 식별된 성장기 모발의 색소와 2) 상기 식별된 성장기 모발의 직경 중 하나 이상에 기초해서, 상기 선택된 에너지 전달 장치가 동작될 시간을 결정하고 제어하도록 더 구성되는
    이미지 가이드식 자동화 장치.
    
18. 제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    디스플레이를 더 포함하고,
    성장기 모발 성장 기간에 있다고 결정된 식별된 모낭에 표식이 할당되며,
    관심 영역의 이미지는 상기 식별된 성장기 모낭 각각에 대한 할당된 표식으로 채워지는(populated)
    이미지 가이드식 자동화 장치.
    
19. 제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서 또는 다른 프로세서는, 성장기 모발 성장 기간의 모낭을 식별하고, 1) 상기 식별된 성장기 모낭과 2) 상기 관심 영역 내에서의 상기 성장기 모낭의 분포 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초해서 모발 제거 계획을 작성하는 명령어를 포함하는
    이미지 가이드식 자동화 장치.
    
20. 제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상이한 파장의 광을 사용해서 상기 피부의 표면 위 및 아래의 이미지를 획득하도록 구성된 하나 이상의 카메라를 포함하고,
    상기 이미지를 처리하는 것은, 상기 모낭 유닛의 상기 모발 줄기의 상기 피부 표면 아래의 부분을 식별하기 위해서, 상기 피부 표면 위 및 상기 피부 표면 아래의 상기 이미지의 이미지 처리 동안 감산 및/또는 조합하는 것을 포함하며,
    상기 프로세서는, 상기 모발 줄기의 상기 피부 표면 아래의 부분의 상기 식별 결과에 적어도 부분적으로 기초해서, 상기 에너지 전달 장치를 상기 모발 줄기와 정렬시키는 명령어를 포함하는
    이미지 가이드식 자동화 장치.
    
21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 성장기 모발의 결정된 비율과 상기 영역 내에서의 상기 성장기 모발의 상기 분포 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초해서, 현재의 모발 제거 예약(appointment)과 이후의 모발 제거 예약 사이의 기간을 결정하기 위한 모듈을 더 포함하는
    이미지 가이드식 자동화 장치.
    
22. 제 11 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선택된 에너지 전달 장치를 자동으로 지향시키는 것은, 상기 에너지 전달 장치를 상기 모발 줄기 중 상기 피부 아래 부분의 일반적인 방향과 정렬시키는 것 또는 상기 하나 이상의 식별된 모낭 중 상기 하나의 모발 줄기 중 피부 위 부분의 일반적인 방향에 대해 오프셋된 각도로 상기 에너지 전달 장치를 지향시키는 것을 포함하는
    이미지 가이드식 자동화 장치.
    
23. 제모를 위한 이미지 가이드식 자동화 장치로서,
    신체 표면의 이미지를 포함하는 이미지 데이터를 수신하도록 구성된 인터페이스와,
    동작을 실행하기 위한 명령어의 세트를 포함하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 명령어의 세트는,
    이미징 장치에 의해 획득된 이미지에서, 신체 표면 영역 내의 원치않는 모낭의 위치 및 방향을 자동으로 식별하는 명령어와,
    상기 식별된 원치않는 모낭 중 일부 혹은 전부의 모발 색소 값을 자동으로 측정해서 할당하는 명령어와,
    상기 식별된 원치않는 모낭을 가진 상기 신체 표면 영역 내의 피부 색소 값을 자동으로 측정해서 할당하는 명령어와,
    상기 할당된 피부 색소 값 및 하나 이상의 식별된 원치않는 모낭의 상기 할당된 모발 색소 값 중 적어도 하나에 기초해서, 상기 자동화 시스템에 동작적으로 접속된 복수의 에너지 전달 장치 중에서 하나의 에너지 전달 장치를 자동으로 선택하는 명령어
    를 포함하는
    이미지 가이드식 자동화 장치.
    
24. 제 23 항에 있어서,
    상기 명령어의 세트는, 상기 하나 이상의 식별된 모낭 중 하나의 상기 식별된 위치 및 방향에 기초해서, 상기 하나 이상의 식별된 모낭 중 상기 하나의 모발 줄기의 일반적인 방향과 정렬되도록 상기 선택된 에너지 전달 장치를 자동으로 지향시키는 명령어를 더 포함하는
    이미지 가이드식 자동화 장치.
    
25. 모발 성장 기간의 분석을 이용해서 신체 표면으로부터 원치 않는 모발의 제거를 계획하는 자동화 방법으로서,
    프로세서를 사용해서, 상기 신체 표면의 이미지에서 모낭을 식별하고 상기 식별된 모낭에 대해 모발 성장 기간의 타입을 결정하는 단계와,
    프로세서를 사용해서, 성장기 모발 성장 기간에 있는 것으로 검출된 모낭의 비율 또는 백분율을 결정하는 단계와,
    상기 결정된 비율 또는 백분율에 기초해서, 상기 신체 표면으로부터 상기 원치 않는 모낭의 제거 계획 시점을 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
    
26. 제 25 항에 있어서,
    상기 성장기 모발 성장 기간에 있는 것으로 결정된 상기 모낭에 그래픽 표식을 할당하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
    
27. 제 26 항에 있어서,
    상기 성장기 모발 성장 기간에 있는 것으로 결정된 상기 모낭을 그래픽 표식으로 채우는 단계 및
    상기 채워진 그래픽 표식의 분포에 적어도 부분적으로 기초해서 제모 시술을 계획하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
    
28. 제 25 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    성장기 모발 성장 기간에 있는 모낭을 결정하는 것은 이미지 처리 기술을 사용해서, 모발의 두께/직경, 모발 줄기와 관련된 색소 또는 상기 신체 표면 아래의 모발 줄기의 길이 중 하나 이상을 식별하는 것을 포함하는
    방법.
    
29. 모발 성장 기간을 분석해서 신체 표면으로부터 원치 않는 모발의 이식을 계획하는 이미지 가이드식 자동화 장치로서,
    신체 표면의 이미지를 포함하는 이미지 데이터를 수신하도록 구성된 인터페이스와,
    동작을 실행하기 위한 명령어의 세트를 포함하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 명령어의 세트는,
    상기 신체 표면의 이미지에서 모낭을 식별하고 상기 식별된 모낭에 대해 모발 성장 기간의 타입을 결정하는 명령어와,
    성장기 모발 성장 기간에 있는 것으로 검출된 모낭의 비율 또는 백분율을 결정하는 명령어와,
    상기 결정된 비율 또는 백분율에 기초해서, 상기 신체 표면으로부터 상기 원치 않는 모낭의 제거 계획 시점을 결정하는 명령어
    를 포함하는
    이미지 가이드식 자동화 장치.
    
30. 제 29 항에 있어서,
    상기 명령어의 세트는 문신을 제거하는 명령어를 더 포함하는
    이미지 가이드식 자동화 장치.

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