KR20220094353A - 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템은 대상체의 피부 병변 영상 정보를 수집하고, 상기 대상체의 특정영역에 레이저를 선택적으로 조사하는 레이저 조사부; 상기 레이저 조사부에 의해 수집된 병변 영상 정보를 이용하여 대상체의 시술 영역을 설정하고, 설정된 시술 영역의 병변 형상에 따라 상기 레이저 조사부에 의해 조사되는 레이저를 제어하는 본체부; 및 상기 레이저 조사부와 상기 본체부를 연결하는 로봇 가이드부를 포함한다.
Description
본 발명은 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 피시술자의 피부를 통해 발생하는 기미, 주근깨, 잡티, 점 등의 색소성 병변과 상처가 아물고 남은 자국인 흉터 및 피부를 바늘로 찔러 먹물이나 물감으로 글씨, 그림, 무늬 따위를 새긴 문신 등의 치료를 위해 레이저를 이용한 치료 시스템이 널리 이용되고 있다.
이러한, 레이저 치료 시스템은 단일 또는 복합적인 파장의 레이저를 피부에 조사함으로써 다양한 피부 병변을 치료할 수 있으며, 구체적으로, 소정 파장을 가지는 레이저를 조사하여 문신제거, 색소침착, 사마귀, 점, 여드름 및 흉터와 같은 피부 질환을 치료하는데 이용된다.
그러나, 종래의 레이저 치료 시스템은 주로 광학 또는 장치적인 부분에만 기술개발 방향이 집중되어 있는 바, 피부 병변 영역이나 피부 조건 등을 고려하는데 한계점이 있으며, 이에 따라 그 효과가 미흡한 점이 있는 실정이다.
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 피시술자의 피부에 대한 영상을 분석하여 피부 병변을 인식하고, 해당 병변의 형태와 위치를 정확히 산출하여 레이저가 해당 병변에 정확하게 조사될 수 있는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 피시술자의 피부 병변 부위 이외에 레이저가 조사되는 것을 감지하여 시술 과정 시 발생되는 레이저 조사 오차를 최소화할 수 있는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 시술 전과 시술 후의 피부 병변 부위를 비교 분석하여 정량적인 시술 결과를 제공함으로써, 피시술자에게 피부 병변의 사후관리를 지원할 수 있는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 다양한 병변을 시술하기 위한 다파장의 레이저를 조사할 수 있는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 시술 행위의 자유도를 조절할 수 있는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템은 대상체의 피부 병변 영상 정보를 수집하고, 상기 대상체의 특정영역에 레이저를 선택적으로 조사하는 레이저 조사부; 상기 레이저 조사부에 의해 수집된 피부 병변 영상 정보를 이용하여 대상체의 시술 영역을 설정하고, 설정된 시술 영역의 병변 형상에 따라 상기 레이저 조사부에 의해 조사되는 레이저를 제어하는 본체부; 및 상기 레이저 조사부와 상기 본체부를 연결하는 로봇 가이드부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 레이저 조사부는, 피부 병변의 인접부위를 촬영하여 피부 병변 영상 정보를 수집하는 영상 수집부; 및 상기 본체부로부터 출력된 레이저를 집적하여 방출하는 레이저 방출부를 포함한다.
또한, 상기 본체부는, 상기 시술 영역 내 병변 영역의 형상을 고려하여 정형 시술 영역과 비정형 시술 영역을 구분하고, 상기 정형 시술 영역과 비정형 시술 영역의 병변 영역을 지나는 가이드 선을 생성하여 레이저 패턴을 설정하고, 상기 로봇 가이드부와 상기 레이저 조사부를 제어하여, 설정된 레이저 패턴에 대응되도록 대상체에 레이저를 조사할 수 있다.
또한, 상기 본체부는, 상기 시술 영역이 정형 시술 영역으로 구분되는 경우, 상기 정형 시술 영역의 병변 영역 테두리부를 기준으로 중심 좌표를 결정하고, 상기 정형 시술 영역의 병변 영역을 지나가도록 하되, 상기 정형 시술 영역의 병변 영역 테두리부와 동일한 형상을 가지는 서로 다른 복수개의 제 1 가이드 선을 생성하고, 생성된 서로 다른 복수개의 제 1 가이드 선이 상기 중심 좌표를 기 설정된 이격거리를 가지면서 둘러싸도록 배치하여 제 1 레이저 패턴을 설정한다.
또한, 상기 본체부는, 상기 시술 영역의 병변 형상이 비정형 시술 영역으로 구분되는 경우, 상기 비정형 시술 영역의 병변 영역을 지나가도록 하되, 서로 다른 복수개의 제 2 가이드 선을 생성하고, 생성된 서로 다른 복수개의 제 2 가이드 선을 상기 비정형 시술 영역의 병변 영역에 기 설정된 이격거리를 가지도록 배치하여 제 2 레이저 패턴을 설정할 수 있다.
또한, 상기 본체부는, 수집된 피부 병변 영상 정보를 이용하여 대상체의 표면에서 색감 또는 명도 중 적어도 하나가 주변부위와 다른 영역을 시술 영역으로 설정하고, 설정된 시술 영역 내 병변 영역의 색감 또는 명도 중 적어도 하나의 정도와 사용자로부터 입력된 문진 정보에 따라 레이저의 펄스 반복률, 출력, 파장, 펄스 폭, 스팟 크기, 조사 시간 및 조사 모드 중 적어도 하나를 제어한다.
또한, 상기 본체부는, 시술 과정에서 수집된 피부 병변 영상 정보를 분석하여, 상기 레이저 조사부로부터 대상체로 조사되는 레이저가 상기 시술 영역의 병변 영역을 벗어나는 경우에 상기 레이저 조사부의 동작을 정지시키거나 음성으로 경고 메시지를 출력할 수 있다.
또한, 시술이 완료된 이후에 수집된 피부 병변 영상 정보와 시술이 시작되기 전에 수집된 피부 병변 영상 정보를 비교하여 상기 시술 영역 내 병변 영역의 크기, 형상 및 색감의 변화를 디스플레이한다.
또한, 상기 본체부는, 상기 레이저 조사부가 기 설정된 각도 범위 내에서 롤링, 피칭 및 요잉될 수 있도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
본 발명의 실시예들에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템 및 그 방법은 문신제거, 색소침착, 사마귀, 점, 여드름 및 흉터 등의 피부 병변의 안정적이고 정확한 시술이 가능함과 동시에 시술의 편의성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템 및 그 방법은 피시술자의 피부 병변 부위 이외에 레이저가 조사되는 것을 감지하여 시술 과정 시 발생되는 레이저 조사 오차를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템 및 그 방법은 시술 전과 시술 후의 피부 병변 부위를 비교 분석하여 정량적인 시술 결과를 제공함으로써, 피시술자에게 피부 병변의 사후관리를 지원할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템 및 그 방법은 다양한 병변을 시술하기 위한 다파장의 레이저를 조사할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템 및 그 방법은 시술 행위의 자유도를 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 구동방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 정형 시술 영역에서의 레이저 패턴 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 비정형 시술 영역에서의 레이저 패턴 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 시술 영역 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 동작 정지 및 경고 메시지를 출력을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 시술 전후의 병변 영역 비교를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상을 고려한 레이저 치료 방법을 설명하기 위한 전체적인 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상을 고려한 레이저 치료 방법의 제 3 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 구동방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 정형 시술 영역에서의 레이저 패턴 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 비정형 시술 영역에서의 레이저 패턴 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 시술 영역 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 동작 정지 및 경고 메시지를 출력을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 시술 전후의 병변 영역 비교를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상을 고려한 레이저 치료 방법을 설명하기 위한 전체적인 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상을 고려한 레이저 치료 방법의 제 3 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.
한편, 본 명세서 전체에서 사용되는 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 어드레싱 할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
따라서, 일 예로서 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 더 분리될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 구동방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템(10)은 레이저 조사부(100), 본체부(200) 및 로봇 가이드부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 레이저 조사부(100)는 대상체의 피부 병변 영상 정보를 수집하고, 상기 대상체의 특정영역에 레이저를 선택적으로 조사할 수 있다.
또한, 레이저 조사부(100)는 로봇 가이드부(300)를 통해 본체부(200)와 연결되고, 사용자에 의해 파지되거나 상기 본체부(200)의 제어에 따라 동작이 가능하므로, 수동 동작 및 자동 동작으로 대상체의 소정 시술 영역에 레이저를 조사한다.
구체적으로, 레이저 조사부(100)는 피부 병변의 인접부위를 촬영하여 피부 병변 영상 정보를 수집하는 영상 수집부(110)와 상기 본체부(200)로부터 출력된 레이저를 집적하여 방출하는 레이저 방출부(120)로 구성될 수 있다.
이 때, 상기 영상 수집부(110)는 대상체를 촬영하여 2차원 이미지(2D Image)를 획득하는 컬러센서인 것이 바람직하나, 대상체의 표면을 촬영하여 2차원 이미지를 획득하는 것이면 이에 제한되지 않는다.
또한, 상기 영상 수집부(110)는 대상체의 열화상 이미지를 획득하기 위한 적외선센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 영상 수집부(110)는 시술 전 피부 병변 영상 정보를 수집하는 동시에, 시술 과정 및 시술 후에도 피부 병변 영상 정보를 수집할 수 있어 대상체의 실시간 스캐닝이 가능하다.
더하여, 레이저 방출부(120)는 본체부(200)로부터 출력된 레이저를 제공받아 광 집광을 통한 집적화를 수행한 후 방출할 수 있다.
구체적으로, 레이저 방출부(120)로부터 방출되는 레이저는 510nm ~ 10600nm 범위의 파장을 가진다.
본체부(200)는 상기 레이저 조사부(100)에 의해 수집된 피부 병변 영상 정보를 이용하여 대상체의 시술 영역을 설정하고, 설정된 시술 영역의 병변 형상에 따라 상기 레이저 조사부(100)에 의해 조사되는 레이저를 제어한다.
또한, 본체부(200)는 사용자로부터 레이저 치료 시스템(10)의 구동을 위한 파라미터 정보의 입력 또는 레이저 치료 시스템(10)의 구동을 조작하기 위한 사용자 입력을 제공받을 수 있는 컨트롤 패널(미도시), 레이저 치료 시스템(10)의 구동 내용 또는 시술 영역과 관련된 영상을 표시하는 디스플레이(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 로봇 가이드부(300)를 통해 상기 레이저 조사부(100)와 상호 연결되어 상기 레이저 조사부(100)의 위치를 조절할 수 있다.
또한, 본체부(200)는 레이저 치료 시스템(10)의 기능을 수행하기 위한 프로그램 또는 데이터를 저장하는 메모리 및 프로그램 또는 데이터를 처리하는 프로세스(미도시)를 포함할 수 있으며, 이에 따라, 상기 레이저 조사부(100)로부터 2차원 이미지 및 열화상 이미지를 포함하는 피부 병변 영상 정보를 수신하여, 상기 레이저 조사부(100) 및 로봇 가이드부(300)의 동작을 제어할 수 있다.
로봇 가이드부(300)는 상기 레이저 조사부(100)와 상기 본체부(200)를 연결할 수 있으며, 상기 본체부(200)의 제어에 따라 전반적인 기능 및 동작이 수행될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 치료 시스템(10)은 수동 모드 및 자동 모드에서 각각 동작할 수 있으며, 예를 들어, 자동 모드에서는 레이저 조사부(100)가 피부 병변의 인접부위를 촬영하여 피부 병변 영상 정보를 획득하고, 이를 근거로 하여 본체부(200)가 로봇 가이드부(300)와 상기 레이저 조사부(100)를 제어하여 대상체의 표면에 레이저를 조사할 수 있다.
반면에, 수동 모드에서는 제어권을 사용자, 예를 들어, 의사에게 위임할 수 있다. 수동 모드에서는 로봇 가이드부(300)와 레이저 조사부(100)가 사용자의 제어에 따라 동작한다.
더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템(10)은 대상체 베드(400)를 더 포함한다.
대상체 베드(400)는 로봇 가이드부(300)와 같이 본체부(200)의 제어에 따라 전반적인 기능 및 동작이 수행될 수 있다. 구체적으로, 본체부(200)는 상기 레이저 조사부(100)와 대상체 베드(400)가 기 설정된 각도 범위 내에서 롤링, 피칭 및 요잉될 수 있도록 제어할 수 있다.
더하여, 본체부(200)는 상기 로봇 가이드부(300)의 동작을 제어하여 상기 로봇 가이드부(300)의 말단에 연결되는 레이저 조사부(100)의 위치를 상하방향 및 좌우방향으로 자유롭게 조절할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 정형 시술 영역에서의 레이저 패턴 설정을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 비정형 시술 영역에서의 레이저 패턴 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본체부(200)는 시술 영역 내 병변 영역의 형상을 고려하여 정형 시술 영역과 비정형 시술 영역을 구분할 수 있다.
이 때, 정형 시술 영역은 도 3a) 내지 도 3c)에 도시된 바와 같이 다양한 형상의 병변 영역 중 중심좌표를 쉽게 파악할 수 있고, 다각형 및 원형의 형상으로 정형화된 병변 영역을 포함하는 시술 영역을 의미한다. 또한, 비정형 시술 영역은 도 4에 도시된 바와 같이 다양한 형상의 병변 영역 중 중심좌표를 파악하기 어렵고, 비정형화된 병변 영역을 포함하는 시술 영역을 의미할 수 있다.
이후, 본체부(200)는 상기 정형 시술 영역과 비정형 시술 영역의 병변 영역을 지나는 가이드 선을 생성하여 레이저 패턴을 설정하고, 상기 로봇 가이드부(300)와 상기 레이저 조사부(100)를 제어하여, 설정된 레이저 패턴에 대응되도록 대상체에 레이저를 조사한다.
구체적으로, 본체부(200)는 상기 시술 영역이 정형 시술 영역으로 구분되는 경우, 상기 정형 시술 영역의 병변 영역 테두리부를 기준으로 중심 좌표를 결정한다.
이 때, 도 3a) 내지 도 3d)에 도시된 바와 같이, 상기 중심 좌표는 상기정형 시술 영역의 병변 영역 테두리부의 무게중심인 것이 바람직하다.
다음으로, 본체부(200)는 상기 정형 시술 영역의 병변 영역을 지나가도록 하되, 상기 정형 시술 영역의 병변 영역 테두리부와 동일한 형상을 가지는 서로 다른 복수개의 제 1 가이드 선을 생성하고, 생성된 서로 다른 복수개의 제 1 가이드 선이 상기 중심 좌표를 기 설정된 이격거리를 가지면서 둘러싸도록 배치하여 제 1 레이저 패턴을 설정한다.
예를 들어, 도 3a) 내지 도 3d)에 도시된 바와 같이, 상기 시술 영역 내 병변 영역의 형상이 정사각형인 경우에는, 정사각형 형상의 병변 영역을 지나가도록 하되, 정사각형의 형상을 가지는 서로 다른 복수개의 제 1 가이드 선이, 상기 정사각형의 중심 좌표를 기 설정된 이격거리를 가지면서 둘러싸도록 배치됨으로써 제 1 레이저 패턴을 형성할 수 있다. 이 때, 서로 다른 복수개의 제 1 가이드 선은 서로 다른 내부면적 크기를 가질 수 있다.
한편, 본체부(200)는 상기 시술 영역의 병변 형상이 비정형 시술 영역으로 구분되는 경우, 상기 비정형 시술 영역의 병변 영역을 지나가도록 하되, 서로 다른 복수개의 제 2 가이드 선을 생성하고, 생성된 서로 다른 복수개의 제 2 가이드 선을 상기 비정형 시술 영역의 병변 영역에 기 설정된 이격거리를 가지도록 배치하여 제 2 레이저 패턴을 설정할 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상시 시술 영역 내 병변 영역의 형상이 비정형화된 형상을 가지는 경우에는, 일직선의 형상을 가지는 서로 다른 복수개의 제 2 가이드 선을 상기 비정형 시술 영역의 병변 영역에 기 설정된 이격거리를 가지도록 배치되어 제 2 레이저 패턴을 형성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 시술 영역 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본체부(200)는 상기한 시술 영역의 형상을 고려하기 위해서, 먼저, 대상체의 시술 영역을 설정할 필요가 있으며, 구체적으로, 수집된 피부 병변 영상 정보를 이용하여 대상체의 표면에서 색감 또는 명도 중 적어도 하나가 주변부위와 다른 영역을 시술 영역으로 설정한다.
구체적으로, 본체부(200)는 수집된 피부 병변 영상 정보의 2차원 이미지를 복수개의 단위 영역으로 구분한 후 각 단위 영역의 색감 또는 명도의 정도를 수치화하여 색감값 및 명도값을 획득한다. 다음으로, 본체부(200)는 수집된 피부 병변 영상 정보의 2차원 이미지에서 임계 색감값 및 임계 명도값보다 작은 단위 영역을 시술 영역으로 설정할 수 있다. 이 때, 나머지 부분은 비 시술 영역이라고 할 수 있으며, 시술 영역의 명도는 다른 부분, 즉 비 시술 영역의 명도보다 더 낮아서 상대적으로 더 어두울 수 있다. 이와 유사하게, 시술 영역의 컬러는 다른 부분, 즉 비 시술 영역의 색감보다 더 짙을 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본체부(200)는 2차원 이미지를 제 1 단위 영역, 제 2 단위 영역, 제 3 단위 영역 및 제 4 단위 영역으로 구분하고, 임계 명도값이 10 인 경우, 상기 제 1 단위 영역과 상기 제 4 단위 영역을 시술 영역으로 설정한다.
더하여, 본체부(200)는 설정된 시술 영역 내 병변 영역의 색감 또는 명도 중 적어도 하나의 정도와 사용자로부터 입력된 문진 정보에 따라 레이저의 펄스 반복률, 출력, 파장, 펄스 폭, 스팟 크기, 조사 시간 및 조사 모드 중 적어도 하나를 제어한다.
구체적으로, 본체부(200)는 수집된 피부 병변 영상 정보를 이용하여 시술 영역을 설정할 뿐만 아니라, 시술 영역의 색감 또는 명도 중 적어도 하나의 정도를 수치화하여 색감값 및 명도값을 획득하고, 사용자로부터 입력된 문진 정보를 기반으로 레이저 출력을 위한 파라미터를 설정할 수 있다.
이 때, 상기 사용자로부터 입력된 문진 정보는 사용자가 대상체로부터 수집된 피부 병변 영상 정보를 분석하여 입력한 문신, 색소침착, 사마귀, 점, 여드름 및 흉터 등의 피부 진단 정보일 수 있다.
이로써, 본체부(200)는 설정된 시술 영역의 색감 또는 명도 중 적어도 하나의 정도와 사용자로부터 입력된 문진 정보를 기반으로 시술 영역 내 병변 영역을 시술하는데 가장 적합한 레이저를 출력할 수 있으며, 상기 피부 진단 정보에 따라 다양한 파장을 가진 레이저를 출력한다.
한편, 본체부(200)는 여드름, 점, 문신, 기미, 주근깨, 주름 및 각종 색소침착 등 다양한 증상에 따라 니오디뮴야그 레이저(ND-YAG), 헬륨네온 레이저(HE-NE), 탄산가스 레이저(CO2), 갈륨비소 레이저(GaAS) 등 의료용으로 사용되는 레이저를 출력할 수 있다.
더하여, 본체부(200)는 시술 영역과 시술 영역 내 병변 영역의 형상에 기반한 레이저 패턴이 설정되면, 레이저 조사부(100)를 상기 병변 영역에 위치시키게 되며, 정확한 범위를 타겟팅할 수 있도록, 레이저 조사부(100), 로봇 가이드부(300) 및 대상체 베드(400)를 구동하여 위치를 조절하게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 동작 정지 및 경고 메시지를 출력을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본체부(200)는 시술 과정에서 수집된 피부 병변 영상 정보를 분석하여, 상기 레이저 조사부(100)로부터 대상체로 조사되는 레이저가 상기 시술 영역 내 병변 영역을 벗어나는 경우에 상기 레이저 조사부(100)의 동작을 정지시켜나 음성으로 경고 메시지를 출력할 수 있다.
구체적으로, 본체부(200)는 수집된 피부 병변 영상 정보의 열화상 이미지를 분석하여, 상기 시술 영역 내 병변 영역 주변부의 온도상승을 감지하고, 상기 병변 영역 주변부의 온도가 상기 병변 영역의 온도가 50도 이상인 경우, 상기 레이저 조사부(100)의 동작을 정지시키거나 음성으로 경고 메시지를 출력할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템의 시술 전후의 병변 영역 비교를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본체부(200)는 시술이 완료된 이후에 수집된 피부 병변 영상 정보와 시술이 시작되기 전에 수집된 피부 병변 영상 정보를 비교하여 상기 시술 영역 내 병변 영역의 크기, 형상 및 색감의 변화를 디스플레이할 수 있다.
구체적으로, 본체부(200)는 시술 전 피부 병변 영상 정보의 2차원 이미지와 시술 완료 후 피부 병변 영상 정보의 2차원 이미지를 동일선상에 배치하고, 상기 시술 영역의 병변 영역 테두리부에 점선, 실선 및 일점쇄선 중 어느 하나가 표시되도록 경계를 표시하는 선이 표시되도록 디스플레이할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상을 고려한 레이저 치료 방법을 설명하기 위한 전체적인 흐름도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상을 고려한 레이저 치료 방법의 제 3 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 따른 레이저 치료 방법을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 피부 병변 형상에 따른 레이저 치료 방법은 피부 병변 형상에 따른 레이저 치료 시스템(10)이, 대상체의 피부 병변 영상 정보를 수집하는 제 1 단계(S100) 및 수집된 병변 영상 정보를 이용하여 대상체의 시술 영역을 설정하는 단계(S200), 및 설정된 시술 영역의 병변 형상에 따라 대상체에 조사되는 레이저를 제어하는 제 3 단계(S300)를 포함할 수 있다.
먼저, S100 단계에서, 레이저 치료 시스템(10)은 대상체의 피부 병변의 인접부위를 촬영하여 피부 병변 영상 정보를 수집한다.
S200 단계에서, 레이저 치료 시스템(10)은 수집되는 피부 병변 영상 정보의 2차원 이미지와 적외선 이미지를 분석하여 피부 부위에서 특정 병변(예컨대, 기미, 주근깨, 모낭 등) 위치를 레이저의 타깃 위치로서 검출한다.
구체적으로, 레이저 치료 시스템(10)은 수집된 피부 병변 영상 정보를 이용하여 대상체의 표면에서 색감 또는 명도 중 적어도 하나가 주변부위와 다른 영역을 시술 영역으로 설정할 수 있다.
한편, 레이저 치료 시스템(10)은 상기 S200 단계를 통해 시술 영역의 설정에 실패하였을 경우, 사용자 입력에 따라 수동으로 시술 영역을 설정하는 단계(S210)를 더 포함할 수 있다
S300 단계는, 레이저 치료 시스템(10)이 상기 시술 영역 내 병변 영역의형상을 고려하여 정형 시술 영역과 비정형 시술 영역을 구분하는 단계(S310), 상기 정형 시술 영역과 비정형 시술 영역의 병변 영역을 지나는 가이드 선을 생성하여 레이저 패턴을 설정하는 단계(S320), 및 설정된 레이저 패턴에 대응되도록 대상체에 레이저를 조사하는 단계(S330)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 S320 단계는 상기 시술 영역이 정형 시술 영역으로 구분되는 경우, 상기 정형 시술 영역의 병변 영역 테두리부를 기준으로 중심 좌표를 결정하는 단계(S321), 상기 정형 시술 영역의 병변 영역을 지나가도록 하되, 상기 정형 시술 영역의 병변 영역 테두리부와 동일한 형상을 가지는 서로 다른 복수개의 제 1 가이드 선을 생성하는 단계(S322) 및 생성된 서로 다른 복수개의 제 1 가이드 선이 상기 중심 좌표를 기 설정된 이격거리를 가지면서 둘러싸도록 배치하여 제 1 레이저 패턴을 설정하는 단계(S323)를 더 포함할 수 있다.
더하여, 상기 S320 단계는 상기 시술 영역의 형상이 비정형 시술 영역으로 구분되는 경우, 상기 비정형 시술 영역의 병변 영역을 지나가도록 하되, 서로 다른 복수개의 제 2 가이드 선을 생성하는 단계(S324), 및 생성된 서로 다른 복수개의 제 2 가이드 선을 상기 비정형 시술 영역의 병변 영역에 기 설정된 이격거리를 가지도록 배치하여 제 2 레이저 패턴을 설정하는 단계(S325)를 더 포함한다.
또한, 상기 S330 단계에서, 레이저 치료 시스템(10)은 설정된 시술 영역 내 병변 영역의 색감 또는 명도 중 적어도 하나의 정도와 사용자로부터 입력된 문진 정보에 따라 레이저의 펄스 반복률, 출력, 파장, 펄스 폭, 스팟 크기, 조사 시간 및 조사 모드 중 적어도 하나를 제어하는 단계(S331)를 더 포함할 수 있다.
더하여, 상기 S300 단계 이후에, 레이저 치료 시스템(10)은 시술 과정에서 수집된 피부 병변 영상 정보를 분석하여, 대상체로 조사되는 레이저가 상기 시술 영역 내 병변 영역을 벗어나는 경우에 동작을 정지하거나 음성으로 경고 메시지를 출력한다(S400).
더하여, 상기 S300 단계 이후에, 레이저 치료 시스템(10)은 시술이 완료된 이후에 수집된 피부 병변 영상 정보와 시술이 시작되기 전에 수집된 피부 병변 영상 정보를 비교하여 상기 시술 영역 내 병변 영역의 크기, 형상 및 색감의 변화를 디스플레이한다(S500).
이상 설명한 바와 같이 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템 및 그 방법은, 대상체의 피부 병변 이미지를 수집하여 분석함으로써, 다양한 병변 형상에 따른 맞춤형 레이저 패턴 조절이 가능하고, 다양한 병변을 시술하기 위한 다파장의 레이저를 조사할 수 있고, 시술 과정에서 위험 부분이 존재하는 경우에 시스템의 동작을 차단하거나 사용자에게 위험성을 경고할 수 있으며, 시술 전후의 피부 병변 이미지를 비교하여 사후관리를 지원할 수 있는 효과가 있다
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다.
또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당 업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100: 레이저 조사부
110: 영상 수집부
120: 레이저 방출부
200: 본체부
300: 로봇 가이드부
400: 대상체 베드
110: 영상 수집부
120: 레이저 방출부
200: 본체부
300: 로봇 가이드부
400: 대상체 베드
Claims (13)
- 대상체의 피부 병변 영상 정보를 수집하고, 상기 대상체의 특정영역에 레이저를 선택적으로 조사하는 레이저 조사부;
상기 레이저 조사부에 의해 수집된 피부 병변 영상 정보를 이용하여 대상체의 시술 영역을 설정하고, 설정된 시술 영역의 병변 형상에 따라 상기 레이저 조사부에 의해 조사되는 레이저를 제어하는 본체부; 및
상기 레이저 조사부와 상기 본체부를 연결하는 로봇 가이드부를 포함하는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 레이저 조사부는,
피부 병변의 인접부위를 촬영하여 피부 병변 영상 정보를 수집하는 영상 수집부; 및
상기 본체부로부터 출력된 레이저를 집적하여 방출하는 레이저 방출부를 포함하는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템.
- 제 2 항에 있어서,
상기 본체부는,
상기 시술 영역 내 병변 영역의 형상을 고려하여 정형 시술 영역과 비정형 시술 영역을 구분하고,
상기 정형 시술 영역과 비정형 시술 영역의 병변 영역을 지나는 가이드 선을 생성하여 레이저 패턴을 설정하고,
상기 로봇 가이드부와 상기 레이저 조사부를 제어하여, 설정된 레이저 패턴에 대응되도록 대상체에 레이저를 조사하는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템.
- 제 3 항에 있어서,
상기 본체부는,
상기 시술 영역이 정형 시술 영역으로 구분되는 경우, 상기 정형 시술 영역의 병변 영역 테두리부를 기준으로 중심 좌표를 결정하고,
상기 정형 시술 영역의 병변 영역을 지나가도록 하되, 상기 정형 시술 영역의 병변 영역 테두리부와 동일한 형상을 가지는 서로 다른 복수개의 제 1 가이드 선을 생성하고,
생성된 서로 다른 복수개의 제 1 가이드 선이 상기 중심 좌표를 기 설정된 이격거리를 가지면서 둘러싸도록 배치하여 제 1 레이저 패턴을 설정하는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템.
- 제 4 항에 있어서,
상기 본체부는,
상기 시술 영역의 병변 형상이 비정형 시술 영역으로 구분되는 경우, 상기 비정형 시술 영역의 병변 영역을 지나가도록 하되, 서로 다른 복수개의 제 2 가이드 선을 생성하고,
생성된 서로 다른 복수개의 제 2 가이드 선을 상기 비정형 시술 영역의 병변 영역에 기 설정된 이격거리를 가지도록 배치하여 제 2 레이저 패턴을 설정하는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템.
- 제 5 항에 있어서,
상기 본체부는,
수집된 피부 병변 영상 정보를 이용하여 대상체의 표면에서 색감 또는 명도 중 적어도 하나가 주변부위와 다른 영역을 시술 영역으로 설정하고,
설정된 시술 영역 내 병변 영역의 색감 또는 명도 중 적어도 하나의 정도와 사용자로부터 입력된 문진 정보에 따라 레이저의 펄스 반복률, 출력, 파장, 펄스 폭, 스팟 크기, 조사 시간 및 조사 모드 중 적어도 하나를 제어하는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템.
- 제 6 항에 있어서,
상기 본체부는,
시술 과정에서 수집된 피부 병변 영상 정보를 분석하여, 상기 레이저 조사부로부터 대상체로 조사되는 레이저가 상기 시술 영역의 병변 영역을 벗어나는 경우에 상기 레이저 조사부의 동작을 정지시키거나 음성으로 경고 메시지를 출력하는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템.
- 제 7 항에 있어서,
상기 본체부는,
시술이 완료된 이후에 수집된 피부 병변 영상 정보와 시술이 시작되기 전에 수집된 피부 병변 영상 정보를 비교하여 상기 시술 영역 내 병변 영역의 크기, 형상 및 색감의 변화를 디스플레이하는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템.
- 제 8 항에 있어서,
상기 본체부는,
상기 레이저 조사부가 기 설정된 각도 범위 내에서 롤링, 피칭 및 요잉될 수 있도록 제어하는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 시스템.
- 피부 병변 형상에 따른 레이저 치료 시스템을 활용한 피부 병변 형상에 따른 레이저 치료 방법에 있어서,
상기 피부 병변 형상에 따른 레이저 치료 시스템이,
대상체의 피부 병변 영상 정보를 수집하는 제 1 단계; 및
수집된 병변 영상 정보를 이용하여 대상체의 시술 영역을 설정하는 제 2 단계; 및
설정된 시술 영역의 병변 형상에 따라 대상체에 조사되는 레이저를 제어하는 제 3 단계를 포함하는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 제 3 단계는:
상기 시술 영역 내 병변 영역의 형상을 고려하여 정형 시술 영역과 비정형 시술 영역을 구분하는 단계;
상기 정형 시술 영역과 비정형 시술 영역의 병변 영역을 지나는 가이드 선을 생성하여 레이저 패턴을 설정하는 단계; 및
설정된 레이저 패턴에 대응되도록 대상체에 레이저를 조사하는 단계를 포함하는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 레이저 패턴을 설정하는 단계는:
상기 시술 영역이 정형 시술 영역으로 구분되는 경우, 상기 정형 시술 영역의 병변 영역 테두리부를 기준으로 중심 좌표를 결정하는 단계;
상기 정형 시술 영역의 병변 영역을 지나가도록 하되, 상기 정형 시술 영역의 병변 영역 테두리부와 동일한 형상을 가지는 서로 다른 복수개의 제 1 가이드 선을 생성하는 단계; 및
생성된 서로 다른 복수개의 제 1 가이드 선이 상기 중심 좌표를 기 설정된 이격거리를 가지면서 둘러싸도록 배치하여 제 1 레이저 패턴을 설정하는 단계를 더 포함하는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 방법.
- 제 12 항에 있어서,
상기 레이저 패턴을 설정하는 단계는:
상기 시술 영역의 형상이 비정형 시술 영역으로 구분되는 경우, 상기 비정형 시술 영역의 병변 영역을 지나가도록 하되, 서로 다른 복수개의 제 2 가이드 선을 생성하는 단계; 및
생성된 서로 다른 복수개의 제 2 가이드 선을 상기 비정형 시술 영역의 병변 영역에 기 설정된 이격거리를 가지도록 배치하여 제 2 레이저 패턴을 설정하는 단계를 더 포함하는 피부 병변 형상에 기반한 레이저 치료 방법.
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