KR20230029839A

KR20230029839A - 자동화된 피부과적 동결분무 처리를 위한 비행 시간(time-of-flight(tof)) 카메라 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20230029839A
Application number: KR1020237002427A
Authority: KR
Inventors: 리코 스텐슨; 에릭 스타우버
Original assignee: 알2 테크놀로지스, 인크.
Priority date: 2020-06-24
Filing date: 2021-06-16
Publication date: 2023-03-03
Also published as: WO2021262505A1; US20210407201A1; JP2023533689A; CN115867217A; EP4171410A1

Abstract

자동화된 피부과적 동결분무 처리를 위한 비행 시간 카메라 시스템 및 방법이 본 명세서에 개시된다. 기계적 아암을 포함하고, 기계적 아암의 원위 단부에 결합된 동결분무 어플리케이터를 갖는 피부 냉각 처리 시스템을 제어하는 방법은 피부 냉각 처리를 받기 위한 환자의 피부 부분으로부터 생성된 포인트 클라우드를 수신하는 단계, 및 포인트 클라우드로부터 환자의 피부 부분을 나타내는 다각형 메시 표면을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 다각형 메시 표면은 복수의 연결된 꼭지점을 포함할 수 있다. 방법은 다각형 메시 표면에 기초하여 웨이포인트들 및 전달 벡터들을 생성하는 단계, 웨이포인트들을 연결하여 처리 경로를 형성하는 단계, 및 처리 경로에 따라 피부 부분에 피부 처리를 전달하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

자동화된 피부과적 동결분무 처리를 위한 비행 시간(TIME-OF-FLIGHT(TOF)) 카메라 시스템 및 방법

관련 출원의 상호참조

본 출원은 2020년 6월 24일자로 출원되고 발명의 명칭이 "자동화된 피부과적 동결분무 처리를 위한 TOF 카메라 시스템 및 방법(TOF CAMERA SYSTEMS AND METHODS FOR AUTOMATED DERMATOLOGICAL CRYOSPRAY TREATMENTS)"인 미국 가출원 제63/043,689호의 이익을 주장하며, 이 가출원의 전체가 본 명세서에 참조로 통합된다.

동결요법(cryotherapy)은 의료 요법에서의 냉기(cold)의 국부적 또는 전반적 사용이다. 동결요법은 생체 조직의 제어된 동결을 포함할 수 있으며, 생체 조직, 예컨대 피부 조직의 제어된 동결은 다양한 효과를 생성할 수 있다. 특정 조직 동결 절차 및 디바이스, 예컨대 종래의 동결프로브들(cryoprobes)은 조직의 심각한 동결을 유발하고 세포성(cellular) 및 가시적 피부 손상을 생성할 수 있다.

피부의 외관을 변화시키거나 피부 색소침착에 제어가능하게 영향을 미칠 수 있는 화장품에 대한 요구가 존재한다. 이는 피부의 백화(lightening) 또는 흑화(darkening)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 미용상의 이유로 전체적인 외관을 변경하기 위해 피부 영역의 전반적인 안색 또는 색을 밝게 하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 피부에서의 색소의 과도한 국부적 양으로부터 초래될 수 있는 피부의 특정한 과색소침착 영역(hyperpigmented regions), 예컨대 주근깨, '카페오레' 반점, 기미, 또는 눈 아래의 다크 서클의 백화가 미용상의 이유로 또한 바람직할 수 있다. 과색소침착은 다양한 인자, 예컨대 UV 노출, 노화, 스트레스, 외상, 염증 등으로부터 초래될 수 있다. 이러한 인자는 멜라닌세포에 의한 피부에서의 멜라닌의 과도한 생성, 또는 멜라닌 생성을 유도할 수 있고, 이는 과색소침착된 영역들의 형성을 유도할 수 있다. 이러한 과색소침착된 영역들은 전형적으로 표피 및/또는 진피-표피 접합부(dermal-epidermis junction) 내의 과도한 멜라닌과 관련된다. 그러나, 과색소침착은 또한 진피 내에 침착된 과도한 멜라닌으로부터 초래될 수 있다.

피부 조직의 저색소침착(hypopigmentation)은 종래의 동결수술(cryosurgery) 절차 동안 발생할 수 있는 바와 같은 조직의 일시적 냉각 또는 동결에 반응한 부작용으로서 관찰되었다. 피부 냉각 또는 동결 후의 색소침착의 손실은 감소된 멜라닌 생성, 감소된 멜라노솜 생성, 멜라닌세포의 파괴, 또는 표피 층의 하부 영역에서의 각질세포(keratinocytes)로의 멜라노솜의 억제된 전달 또는 조절로부터 초래될 수 있다. 결과적인 저색소침착은 오래 지속되거나 영구적일 수 있다. 그러나, 이들 동결 절차 중 일부는 피부 조직의 과색소침착(또는 피부 흑화)의 영역을 생성할 수 있는 것으로 또한 관찰되었다. 색소침착의 증가 또는 감소의 레벨은 냉각 처리(cooling treatment)의 온도, 및 조직이 동결 상태(freezing conditions)로 유지되는 시간의 길이를 포함하는 냉각 또는 동결 조건의 특정 양태에 의존할 수 있다.

개선된 저색소침착 처리(hypopigmentation treatments), 디바이스, 및 시스템이 피부 동결의 일관성 및 전반적인 저색소침착 일관성을 개선하기 위해 개발되었다. 예를 들어, 더 짧은 시간 프레임(예를 들어, 30 내지 60초)에서의 중간 정도의 동결(예를 들어, -4 내지 -30℃)이 피부 색소침착(예를 들어, 저색소침착)의 발현에 영향을 미치는 것과 같은 특정한 피부과적 효과를 생성할 수 있다는 것이 관찰되었다. 동결요법은 환자의 피부에 대한 냉한제(cryogen) 분무의 직접 적용 또는 환자의 피부에 대한 냉각된 프로브 또는 플레이트의 적용을 포함하는 다양한 기술을 사용하여 제공될 수 있다. 예시적인 방법 및 디바이스는 2009년 8월 7일에 출원되고 발명의 명칭이 "피부과적 저색소침착을 위한 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR DERMATOLOGICAL HYPOPIGMENTATION)"인 미국 특허 공개 번호 2011/0313411; 2012년 11월 16일에 출원되고 발명의 명칭이 "피부 조직의 극저온 치료를 위한 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR CRYOGENIC TREATMENT OF SKIN TISSUE)"인 미국 특허 공개 번호 2014/0303696; 2012년 11월 16일에 출원되고 발명의 명칭이 "피부 조직의 극저온 치료를 위한 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR CRYOGENIC TREATMENT OF SKIN TISSUE)"인 미국 특허 공개 번호 2014/0303697; 2015년 2월 12일에 출원되고 발명의 명칭이 "조직의 착색에 영향을 미치기 위한 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR AFFECTING PIGMENTATION OF TISSUE)"인 미국 특허 공개 번호 2015/0223975; 2016년 9월 6일에 출원되고 발명의 명칭이 "저색소침착 냉각 치료를 위한 의료 시스템들, 방법들 및 장치들(MEDICAL SYSTEMS, METHODS, AND DEVICES FOR HYPOPIGMENTATION COOLING TREATMENTS)"인 미국 특허 공개 번호 2017/0065323에 설명되어 있으며, 이들 각각의 전체는 본 명세서에 참조로 통합된다.

색소침착에 영향을 미치는 피부 또는 국부 병변의 처리가 동결요법으로 달성될 수 있지만, 동결요법을 위한 개선된 방법, 시스템 및 디바이스를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 특히, 일관되고 신뢰할 수 있는 피부 동결 및 원하는 피부 처리 효과를 달성하기 위한 냉한제 전달과 관련된 개선된 설계들, 제어들 및 파라미터들이 유익할 수 있다. 따라서, 개선된 피부과적 동결분무(dermatological cryospray) 방법들, 시스템들 및 디바이스들이 바람직하다.

도 1은 피부 냉각 처리 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 피부 냉각 처리 시스템의 일 실시예의 사시도이다.
도 3은 동결분무 어플리케이터(cryospray applicator)의 일 실시예의 사시도이다.
도 4는 동결분무 어플리케이터의 다른 실시예의 사시도이다.
도 5는 얼굴을 나타내는 포인트 클라우드(point cloud)의 예시이다.
도 6은 얼굴을 나타내는 복수의 포인트 클라우드의 예시이다.
도 7은 다중 관점 포인트 클라우드 생성(multi-perspective point cloud generation)의 방법의 일 실시예의 개략도이다.
도 8은 병합되지 않은 다중 관점 포인트 클라우드 데이터의 표현이다.
도 9는 병합된 다중 관점 포인트 클라우드 데이터의 표현이다.
도 10은 이미징 영역을 오버레이(overlay)하는 그리드(grid)의 일 실시예의 예시이다.
도 11은 그리드로 조직화된 포인트 클라우드로부터의 포인트들의 일 실시예의 예시이다.
도 12는 포인트 클라우드 데이터에 기초하는 다각형 메시(polygonal mesh)의 형성의 일 실시예의 예시이다.
도 13은 다각형 메시의 부분들에 기초하는 법선 벡터들(normal vectors)의 생성의 예시이다.
도 14는 웨이포인트들(waypoints) 및 분무 벡터들(spray vectors)을 갖는 재구성된 표면의 일 실시예의 예시이다.
도 15는 처리 경로(treatment path)의 일 실시예의 예시이다.

냉각 기반 처리는 광범위한 건강 및 미적 문제를 다루기 위해 빈번하게 사용된다. 이러한 문제는, 예를 들어 양성 병변, 예컨대, 예를 들어 여드름-심상성, 낭포성; 켈로이드성 여드름; 피지선종; 원형 탈모증; 혈관각화종; 포르디세(Fordyce)의 혈관각화종; 비전형적 섬유황색종; 체리 혈관종; 결절성 이륜 연골피부염(chonrodermatitis nodularis helicis); 색소모세포진균증; 투명 세포 극세포종; 첨형콘딜롬(condyloma acuminatum); 피부섬유종; 파종성 표재성 광선 땀구멍 각화증; 포행상관통성탄력섬유증(elastosis perforans serpiginosa); 표피 모반; 유두의 미란성 선종증; 켈로이드성 모낭염; 환상 육아종; 안면 육아종; 화농성 육아종; 혈관종; 구순 헤르페스; 특발성 적상 저멜라닌증(idiopathic guttate hypomelanosis); 키를병; 리슈만편모충증; 흑색점; 단순 흑색점; 외음부의 경화 위축성 태선; 홍반성 루푸스; 림프관종; 림프구종 피부(lymphocytoma cutis); 전염성 연속종; 점액종(mucocele); 점액양낭종; 오르프; 산재성 족저 땀구멍각화증(porokeratosis plantaris discreta); 미벨리의 땀구멍각화증; 결절성 양진; 항문 소양증; 건선; 딸기코종(rhinophyma); 장미증; 사르코이드; 피지선 증식증; 지루성 각화증; 일광 흑색점; 한선종(syringoma); 첩모난생증(trichiasis); 털상피종(trichoepithelioma); 정맥류; 정맥 호수; 사마귀-조갑주위(verrucae-periungual), 평면, 심상성, 사상형(filiform), 발바닥; 황색종; 여드름 반흔; 켈로이드; 피부각; 비후성 반흔; 내향성 발톱(ingrown toenail); 피부 태그; 문신; 주근깨; 거미 모반; 모세혈관종; 해면 혈관종; 밀리아; 삼각 낭종(trichillemmal cyst); 다발성 모낭 낭종; 한선낭종(hidrocystoma); 사마귀양 말단각화증(acrokeratosis veruciformis); 흑색구진성 피부병; 유두의 과다각화증(hyperkeratosis naevoid of nipple); 양성 태선 각화증(benign lichenoid keratosis); 혈관섬유종; 및 혈관종의 절제(ablation)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 냉각 기반 처리는 전악성(pre-malignant) 피부 상태, 예컨대 광선 각화증; 백반증; 보웬병; 케이라의 홍색형성증(erythroplasia of Quyrat); 각화극세포종; 및 악성 흑색점을 처리하는 데 사용될 수 있고, 악성 피부 상태, 예컨대 기저 세포 암종; 카포시 육종; 편평 세포 암종; 및 흑색종을 처리하는 데 사용될 수 있다.

이들 처리 중 일부는 피부 치유를 유발하고/하거나 피부 백화 또는 피부 흑화의 생성을 통해 피부의 색을 변화시키도록 특별히 설계되었다. 피부의 이러한 색 변화는 작은 피부 영역에 국부화될 수 있거나, 큰 피부 영역에 영향을 미칠 수 있다. 처리할 피부의 영역은 처리의 적절한 일관성이 달성하기 어려울 수 있기 때문에 이러한 처리를 어렵게 할 수 있다. 이들 처리는 처리할 피부를 특정한 온도 및/또는 온도 범위로 냉각시키는 것을 포함할 수 있고, 일부 경우에는 미리 결정된 시간 및/또는 시간 범위 동안 이들 온도 및/또는 온도 범위를 유지하는 것을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 많은 처리의 유효성은 특정한 양의 시간 동안 특정한 양의 냉각을 제공하는 것에 의존한다. 또한, 처리할 영역이 증가함에 따라 일관된 결과를 달성하는 데 있어서의 어려움이 증가한다.

본 개시내용은 처리의 계획 및/또는 전달을 개선하는 시스템, 디바이스 및 방법에 관한 것이다. 일부 실시예에서, 이는: 예컨대 피부 백화 또는 흑화를 유발함으로써 피부의 색을 변화시키고; 병변을 절제하고/하거나; 피부 치유를 용이하게 하기 위한 처리의 전달을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 처리의 전달은, 예를 들어: 동결요법을 피부에 적용하고; 전자기 에너지를 피부에 적용하고; 하나 또는 여러 개의 레이저 또는 레이저 빔을 피부에 적용하고/하거나; 물질, 예컨대 의약, 안료, 염료, 페이스트 및/또는 잉크를 피부에 적용하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 이들 처리 중 하나 또는 여러 개의 적용은 이들 처리 중 다른 것에 대해 대안적이거나 보조적일 수 있다.

처리의 이러한 개선된 계획 및/또는 전달은 다축 아암(multi-axis arm)일 수 있는 기계적 아암의 원위 단부에 결합된 동결분무 어플리케이터를 포함하는 시스템의 사용 및/또는 시스템에 의해 달성될 수 있다. 동결분무 어플리케이터의 위치 및/또는 배향은 기계적 아암의 이동에 의해 그리고/또는 기계적 아암의 하나 또는 여러 개의 조인트의 이동에 의해 제어될 수 있다. 기계적 아암은 환자의 피부를 가로질러 동결분무 어플리케이터를 스위핑(sweeping)하여 원하는 피부 영역을 처리하도록 제어될 수 있다. 동결분무 어플리케이터의 스위핑은, 예를 들어 피부의 온도, 동결분무 어플리케이터와 처리되는 피부 사이의 거리, 및/또는 피부에 대한 동결분무 어플리케이터의 배향을 포함하는, 하나 또는 여러 개의 센서로부터 수신된 정보에 따라 제어될 수 있다.

동결분무 어플리케이터는, 예를 들어 동결분무 어플리케이터와 처리되는 피부 사이의 거리, 처리되는 피부에 대한 동결분무 어플리케이터의 배향, 및/또는 처리되는 피부의 냉각 또는 온도를 검출할 수 있는 하나 또는 여러 개의 센서를 포함할 수 있다. 동결분무 어플리케이터는 처리 전 및/또는 처리 동안 환자 및/또는 환자의 부분의 이미지를 생성할 수 있는 시각화 시스템(visualization system)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 시각화 시스템은 비행 시간 카메라 및/또는 적외선 카메라를 포함할 수 있다. 동결분무 어플리케이터는 노즐 제어부를 추가로 포함할 수 있으며, 이 노즐 제어부는 동결분무 어플리케이터의 노즐을 변경하여 동결분무 어플리케이터의 처리 풋프린트(treatment footprint)의 크기에 영향을 미쳐 처리 풋프린트의 원하는 크기를 제공할 수 있다. 노즐은 처리 풋프린트의 크기를 변경하여 작은 피부 영역의 처리를 용이하게 하고/하거나 개선된 투여량 제어(dosing control)를 제공하도록 변경할 수 있다.

시스템은 기계적 아암, 동결분무 어플리케이터, 센서들, 시각화 시스템, 및/또는 노즐 제어부의 동작을 제어할 수 있는 제어기를 포함할 수 있다. 제어기는 환자 및 처리될 환자 피부의 영역과 관련된 정보를 수신할 수 있고, 환자에 대한 처리 계획을 생성할 수 있다. 처리 경로의 생성은 처리될 환자의 부분의 토포그래피를 나타내는 하나 또는 여러 개의 포인트 클라우드의 생성을 포함할 수 있다. 이러한 하나 또는 여러 개의 포인트 클라우드는 동결분무 어플리케이터에 결합될 수 있는 비행 시간 카메라에 의해 생성될 수 있다. 하나 또는 여러 개의 포인트 클라우드는 처리될 환자의 부분을 나타내는 표면을 생성하도록 처리될 수 있다. 이는 다각형 메시의 형성을 포함할 수 있다. 다각형 메시로부터, 표면-법선 벡터들(surface-normal vectors)이 계산된 후에 조합되어 전달 벡터들(delivery vectors)을 결정할 수 있다. 웨이포인트들이 이러한 전달 벡터들 각각을 따라, 해당 전달 벡터를 따라 처리를 제공하는 동결분무 어플리케이터에 의해 처리될 환자의 부분으로부터 원하는 거리에 추가될 수 있다.

웨이포인트들 및 전달 벡터들이 식별되면, 웨이포인트들 및 전달 벡터들은 하나 또는 여러 개의 처리 경로를 형성하도록 배열될 수 있다. 일부 실시예에서, 이들 경로는 웨이포인트들 및 전달 벡터들의 그리드를 통해 스네이킹(snaking)하는 패턴으로 인접한 웨이포인트들을 연결(linking)함으로써 생성될 수 있다. 일부 실시예에서, 이들 경로는 미리 선택되거나 사용자 입력에 기초하여 선택될 수 있는 방향으로 인접한 웨이포인트들을 연결함으로써 생성될 수 있다. 일부 실시예에서, 웨이포인트들은 하나 또는 여러 개의 잠재적 처리 경로(potential treatment paths)의 평가에 따라 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 이는 복수의 잠재적 처리 경로의 생성, 및 최상의 처리 경로이고/이거나 최상의 처리 경로로서 식별되는 복수의 잠재적 처리 경로 중 하나의 식별 및 선택을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 이 최상의 처리 경로는 동결분무 어플리케이터의 최소 이동을 요구하거나, 다시 말해서 처리 경로에서 인접한 웨이포인트들의 전달 벡터들 사이에 최소의 총체적 차이(aggregate difference)를 갖는 처리 경로일 수 있다.

전달 벡터를 따른 그리고 웨이포인트들로부터의 처리의 전달은 전달된 처리의 유효성 및 일관성을 개선할 수 있다. 구체적으로, 처리의 전달과 처리되는 표면 사이에 일정한 각도를 유지하는 것은 처리 풋프린트에 걸친 처리의 균일한 분포를 유지하고, 일정한 풋프린트 크기를 유지한다. 구체적으로, 처리의 전달과 처리되는 표면 사이의 각도의 변화는 풋프린트의 크기를 변화시키고, 따라서 처리되는 표면에 제공되는 처리의 집중도(concentration)를 변화시킨다. 유사하게, 동결분무 어플리케이터와 처리되는 표면 사이에 일정한 거리를 유지하는 것은 일정한 처리 풋프린트를 유지하고, 따라서 제공되는 처리의 일정한 집중도를 유지한다. 웨이포인트들 및 전달 벡터들의 사용은 동결분무 어플리케이터와 처리되는 표면 사이의 거리 및 처리의 전달과 처리되는 표면 사이의 각도의 효과적인 제어를 제공한다. 이는 처리의 일관성을 개선할 수 있고, 임상 결과를 개선할 수 있다.

일부 실시예에서, 이러한 처리는 환자 특징의 식별, 환자 피부의 하나 또는 여러 개의 속성(attributes)의 확인 등에 의해 영향을 받을 수 있다. 제어기는 환자 및/또는 환자 피부의 하나 또는 여러 개의 속성을 확인하기 위해 시스템의 전부 또는 일부의 동작을 지휘(direct)할 수 있다. 이는 환자 및/또는 처리될 환자 피부의 영역의 이미지를 생성하는 것, 처리될 환자 피부의 영역의 전부 또는 일부의 기저 피부 구조(underlying skin structure)를 확인하는 것, 및/또는 피부의 관류(perfusion) 및/또는 냉각에 대한 피부의 열 반응을 측정하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 이는 처리가 전달되지 않는 환자의 부분에 대응하는 하나 또는 여러 개의 통제 구역(keep-out zones)을 식별하는 것을 포함할 수 있다. 통제 구역의 예는, 예를 들어 눈, 비도(nasal passagess), 이도(ear canal) 등을 포함한다. 처리 계획은 환자에 대한 처리의 전달을 제어하고/하거나 지휘하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 계획은 일정하게 유지될 수 있고, 일부 실시예에서, 처리 계획은 처리가 전달되고 있을 때 수정될 수 있다.

이제 도 1을 참조하면, 피부 냉각 처리 시스템(100)의 일 실시예의 개략도가 도시되어 있다. 피부 냉각 처리 시스템(100)은 기계적 아암(104)에, 구체적으로 기계적 아암(104)의 원위 단부에 결합되는 동결분무 어플리케이터(102)를 포함할 수 있다. 동결분무 어플리케이터(102)는 피부의 처리되는 부분에 냉각제를 전달하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 동결분무 어플리케이터(102)는 처리되는 피부의 부분을 향해 그리고/또는 부분 상으로 냉한제의 분무를 전달하도록 구성될 수 있다. 이러한 냉한제의 분무는 하나 또는 여러 개의 노즐을 포함할 수 있는 하나 또는 여러 개의 오리피스(orifices)를 통해 전달될 수 있다. 오리피스들의 어레이를 포함하는 예시적인 동결분무 어플리케이터(102)의 실시예들은 2018년 6월 27일자로 출원되고 발명의 명칭이 "노즐의 선형 배열을 갖는 피부과적 동결분무 장치들 및 사용 방법들(Dermatological Cryospray Devices Having Linear Array Of Nozzles And Methods Of Use)"인 미국 출원 제16/020,852호에 개시되어 있고, 그 전체는 본 명세서에 참조로 통합된다. 기계적 아암(104), 동결분무 어플리케이터(102), 및 그 제어의 추가 상세는 2019년 12월 20일자로 출원되고 발명의 명칭이 "피부과적 동결분무 장치들을 위한 자동화된 제어 및 포지셔닝 시스템들(AUTOMATED CONTROL AND POSITIONING SYSTEMS FOR DERMATOLOGICAL CRYOSPRAY DEVICES)"인 미국 출원 제16/723,633호 및 2019년 12월 20일자로 출원되고 발명의 명칭이 "자동화된 피부과적 동결분무 치료 계획 시스템(AUTOMATED DERMATOLOGICAL CRYOSPRAY TREATMENT PLANNING SYSTEM)"인 미국 출원 제16/723,859호에서 찾아볼 수 있고, 그 각각의 전체는 본 명세서에 참조로 통합된다.

기계적 아암(104)은 임의의 원하는 수의 이동 축을 가질 수 있고, 일부 실시예에서는 6-축 아암일 수 있다. 일부 실시예에서, 기계적 아암(104)은 하나의 축을 따른 이동의 제어를 허용할 단일 자유도(a single degree of freedom)(예를 들어, 선형 스테이지), 2개의 축을 따른 이동의 제어를 허용할 2 자유도, 3 자유도, 4 자유도, 5 자유도, 6 자유도, 및/또는 임의의 다른 수의 자유도를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 자유도의 수는 동결분무 어플리케이터의 원하는 레벨의 제어 및 이동에 기초하여 선택될 수 있다. 따라서, 더 높은 수의 자유도는 동결분무 어플리케이터(102)의 위치 및/또는 배향의 더 큰 제어를 제공한다. 기계적 아암(104)은 다수의 현재 상업적으로 이용가능한 기계적 아암 중 임의의 것일 수 있다. 기계적 아암(104)은 로봇식이고/이거나 원격 조종될 수 있다.

시스템(100)은 기계적 아암(104)과 구체적으로는 기계적 아암(104) 내의 하나 또는 여러 개의 액추에이터와 통신가능하게 결합될 수 있는 제어기(106) 및/또는 프로세서(106)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(106)와 기계적 아암(104)의 통신 결합은 유선 또는 무선 접속을 통해 이루어질 수 있고, 통신 결합은 번개 표시(lightning bolt, 107)에 의해 표시된다. 프로세서(106)는 Intel(등록상표) 또는 Advanced Micro Devices, Inc.(등록상표), 또는 Texas Instrument, 또는 Atmel 등으로부터의 마이크로프로세서와 같은 마이크로프로세서를 포함할 수 있다.

제어기 및/또는 프로세서(106)는 휘발성 및/또는 비휘발성일 수 있고/있거나 휘발성 및/또는 비휘발성 부분들을 포함할 수 있는 메모리와 통신가능하게 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 메모리는 하나 또는 여러 명의 환자, 하나 또는 여러 개의 계획된 처리, 및/또는 하나 또는 여러 개의 전달된 처리와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 하나 또는 여러 명의 환자와 관련된 메모리는, 예를 들어 각각의 환자와 관련된 고유 환자 프로파일, 및/또는 각각의 제공자(provider)와 관련된 고유 제공자 프로파일을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 환자의 환자 프로파일은, 예를 들어 환자의 의료 이력, 예를 들어 환자에게 제공된 하나 또는 여러 개의 처리와 관련된 정보 및/또는 이전에 제공된 하나 또는 여러 개의 처리의 효능(efficacy)과 관련된 정보를 포함하는 환자의 처리 이력을 포함하는 환자의 하나 또는 여러 개의 속성을 식별하는 정보를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제공자 프로파일은 제공자의 환자에게 제공된 처리 및/또는 이러한 제공된 처리의 유효성(effectiveness)과 관련된 정보를 포함할 수 있다.

메모리(105)는 하나 또는 여러 개의 계획된 처리에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이 정보는, 예를 들어 처리를 전달하는 데 사용되는 정보의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다. 이는, 예를 들어 하나 또는 여러 개의 처리 경로, 높이 및/또는 배향 사양들(orientation specifications), 투여량 정보 등에 관한 정보를 포함할 수 있다. 메모리(105)는 처리 결과에 관한 정보를 갖는 데이터베이스를 추가로 포함할 수 있다. 이 정보는, 예를 들어 처리 유효성, 처리와 관련된 하나 또는 여러 개의 반응에 관한 정보 등을 식별할 수 있다. 일부 실시예에서, 이 정보는 하나 또는 여러 명의 환자에 특정적일 수 있고, 그러한 하나 또는 여러 명의 환자의 하나 또는 여러 개의 환자 프로파일과 연결될 수 있다.

제어기(106) 및/또는 프로세서(106)는 처리 계획을 생성할 수 있고, 처리 계획에 따라 동결분무 어플리케이터(102)의 이동을 제어할 수 있는 제어 신호를 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 계획은 처리 동안 일정하게 유지될 수 있고, 일부 실시예에서, 처리 계획은 처리가 제공되고 있을 때 조정될 수 있다. 동결분무 어플리케이터(102)의 이동의 제어는 프로세서(106)가: 환자의 피부를 가로지르는 동결분무 어플리케이터(102)의 스위핑; 동결분무 어플리케이터(102)와 현재 처리되는 피부의 부분 사이의 거리; 및/또는 현재 처리되는 피부의 부분에 대한 동결분무 어플리케이터(102)의 배향을 제어가능하게 할 수 있다.

제어기(106)는 일부 실시예에서 처리를 원하는 피부 영역과 관련된 정보 및 처리와 관련된 정보를 수신할 수 있다. 이 정보를 이용하여, 제어기(106)는 일부 실시예에서 처리 경로를 생성할 수 있고, 이 처리 경로는 동결분무 어플리케이터(102)의 이동 및 동결분무 어플리케이터(102)의 냉각의 전달을 특성화한다. 일부 실시예에서, 제어기(106)는 처리의 제공 동안 이들 처리 경로를 변화시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 동결분무 어플리케이터(102)에 의해 임의의 순간에 처리되는 피부의 부분의 크기는, 예를 들어 처리를 전달하는 데 사용되는 노즐, 냉한제가 분무되는 오리피스 어레이 내의 오리피스들의 수, 처리되는 피부의 부분과 동결분무 어플리케이터(102) 사이의 거리 등에 기초하여 변할 수 있다. 이러한 실시예에서, 임의의 순간에 처리되는 피부의 부분의 크기가 변함에 따라, 제어기(106)는 임의의 순간에 처리되는 피부의 부분의 크기의 이러한 변화를 보상하기 위해 업데이트된 처리 경로를 생성할 수 있다.

제어기(106)는 사용자 디바이스(108)와 통신가능하게 접속될 수 있다. 사용자 디바이스는 제어기(106)와 별개일 수 있거나, 일부 실시예에서, 사용자 디바이스(108)는 제어기(106)를 포함할 수 있다. 사용자 디바이스(108)는 피부 냉각 처리 시스템(100)에 의해 제공되는 처리를 제어하는 사용자와 같은 사용자에게 정보를 제공하고 사용자로부터 입력을 수신하도록 구성된 임의의 디바이스일 수 있다. 사용자 디바이스(108)는 일부 실시예에서 랩톱, 태블릿, 스마트폰, 모니터, 디스플레이, 키보드, 키패드, 마우스 등과 같은 컴퓨팅 디바이스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(106)와 사용자 디바이스(108)의 통신 결합은 유선 또는 무선 접속을 통할 수 있고, 통신 결합은 번개 표시(109)에 의해 표시된다.

동결분무 어플리케이터는 감지 서브시스템(sensing subsystem, 110), 시각화 서브시스템(112) 및/또는 노즐 제어부(114)를 포함할 수 있다. 감지 서브시스템(110)은 복수의 센서(206)를 포함할 수 있다. 이들 센서는 동결분무 어플리케이터(102) 사이의 거리 및/또는 환자의 피부에 대한, 특히 즉각적인 처리 풋프린트에 대한 동결분무 어플리케이터(102)의 배향을 검출 및/또는 결정하도록 구성될 수 있는 복수의 센서를 포함할 수 있다. 시각화 서브시스템(112)은 하나 또는 여러 개의 카메라를 포함할 수 있다. 이러한 하나 또는 여러 개의 카메라는 본 명세서에서 이미저리(imagery)로도 지칭되는 이미지 데이터를 생성하도록 구성된 하나 또는 여러 개의 카메라를 포함할 수 있다. 생성된 이미지 데이터는 가시 스펙트럼에서의 이미지 데이터 및/또는 비가시 스펙트럼에서의 이미지 데이터를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "이미지 데이터"는, 예를 들어 시각화 시스템(112)에서 하나 또는 여러 개의 카메라에 의해 생성된 임의의 유형의 데이터일 수 있고, 이 데이터는, 예를 들어 2D 이미지 데이터 및/또는 3D 이미지 데이터를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 2D 및/또는 3D 이미지 데이터는 정지(still) 또는 비디오 데이터일 수 있다. 일부 실시예에서, 3D 이미지 데이터는 포인트 클라우드 데이터를 포함할 수 있다. 노즐 제어부(114)는 동결분무 어플리케이터에 의해 사용되는 현재 노즐을 식별할 수 있고, 원하는 처리 풋프린트를 식별할 수 있으며, 원하는 처리 풋프린트를 가장 잘 달성하는 다음 노즐을 선택할 수 있다.

이제 도 2를 참조하면, 피부 냉각 처리 시스템(100)의 일 실시예의 사시도가 도시되어 있다. 시스템은 동결분무 어플리케이터(102) 및 기계적 아암(104)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 기계적 아암(104)은 복수의 조인트(202)에 의해 결합된 복수의 링키지(200)를 포함하고, 조인트들(202)은 서로에 대한 링키지들(200)의 상대적 이동을 허용한다. 기계적 아암(104)은 복수의 액추에이터를 추가로 포함할 수 있고, 액추에이터들은 제어기(106)로부터 수신된 제어 신호들에 응답하여, 링키지들(200)을 결합하는 조인트들(202)의 일부 또는 전부의 이동을 통해 링키지들(200)의 일부 또는 전부의 상대 위치에 영향을 미쳐 동결분무 어플리케이터(102)의 위치 및/또는 배향에 영향을 미칠 수 있다.

기계적 아암(104)은 케이블(204)과 같은 하나 또는 여러 개의 통신 특징부들(communication features)을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 케이블(204)과 같은 통신 특징부는 기계적 아암(104) 및 특히 기계적 아암(104)의 액추에이터를 제어기(106)에 통신가능하게 결합할 수 있다.

기계적 아암(104)은 근위 단부(220) 및 원위 단부(222)를 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 기계적 아암(104)의 근위 단부(220)는, 예를 들어 바닥, 테이블, 카트, 왜건 등과 같은 물체에 고정될 수 있다. 기계적 아암(104)의 원위 단부(222)는 동결분무 어플리케이터(102)에 결합될 수 있고, 기계적 아암(104)의 근위 단부(220)에 대해 이동할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세서(106)는 기계적 아암(104)의 원위 단부(222)를 제어하고/하거나 동결분무 어플리케이터(102)를 제어하도록 구성될 수 있다.

동결분무 어플리케이터(102)는 복수의 센서(206)를 포함할 수 있고, 센서들은 하나 또는 여러 개의 정렬 센서(208), 하나 또는 여러 개의 비행 시간("TOF") 카메라(209), 하나 또는 여러 개의 거리 센서(210), 및/또는 하나 또는 여러 개의 온도 검출 특징부(temperature detection features, 212)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 센서들(208, 209, 210, 212)은 감지 서브시스템(110)에 속한다. 이들 센서(206)는 일부 실시예에서 환자(214)의 처리, 구체적으로 환자의 피부의 일부 또는 전부의 처리에 관한 정보를 감지할 수 있다.

TOF 카메라(209)는 범위 이미징(range imaging) 카메라일 수 있다. 일부 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, TOF 카메라는 동결분무 어플리케이터(102) 및/또는 기계적 아암(104)에 결합될 수 있다. TOF 카메라(209)는 일부 실시예에서 이미지의 각각의 포인트에 대한 피사체와 카메라 사이의 거리를 결정(resolve)하기 위해 비행 시간 기술의 사용을 통해 이 범위 이미징을 달성할 수 있다. 이는 TOF 카메라(209)에 포함되거나 그에 의해 제어되는 레이저 또는 LED에 의해 제공되는 인공 광 신호의 왕복 시간을 측정하는 것을 포함할 수 있다.

TOF 카메라(209)는 일부 실시예에서 TOF 카메라(209)와 이미징 영역 내의 표면 사이의 거리를 결정할 수 있다. TOF 카메라(209)는, TOF 카메라(209)가 환자 위에 또는 환자 신체의 일부 위에 위치될 때, 환자 및/또는 환자 신체의 일부를 포함할 수 있는 이미징 영역 내의 표면까지의 거리를 결정할 수 있다. 따라서, TOF 카메라(209)는 이미징 영역 내의 환자 신체의 표면 및/또는 환자 신체의 일부의 표면까지의 거리를 결정할 수 있다. TOF 카메라(209)는 공간 내의 데이터 포인트들의 세트인 포인트 클라우드를 생성할 수 있고, 각각의 포인트는 카메라에 대한 이미징 영역 내의 표면의 일부의 위치를 나타낸다.

일부 실시예에서, TOF 카메라(209)는 다른 센서에 더하여, 예를 들어 하나 또는 여러 개의 정렬 센서(208), 하나 또는 여러 개의 거리 센서(210), 및/또는 하나 또는 여러 개의 온도 검출 특징부(212)에 더하여 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, TOF 카메라(209)의 포함은 정렬 센서(208), 거리 센서(210), 및/또는 온도 검출 특징부(212) 중 하나 또는 여러 개의 제거를 허용할 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 감지 서브시스템(110)은 하나 또는 여러 개의 TOF 카메라(209) 및 하나 또는 여러 개의 온도 검출 특징부(212)를 포함할 수 있다.

이제 도 3을 참조하면, 동결분무 어플리케이터(102)의 일 실시예의 사시도가 도시되어 있으며, 이 동결분무 어플리케이터(102)는 기계적 아암(104)의 원위 단부(222)에 결합될 수 있다. 동결분무 어플리케이터(102)는 냉한제가 환자의 피부를 향해 그리고/또는 환자의 피부 상에, 특히 현재 처리되는 환자의 피부의 부분을 향해 그리고/또는 부분 상에 분무될 수 있는 오리피스들(302)의 어레이를 포함하는 분무 헤드(300)를 포함한다.

일부 실시예에서, 동결분무 어플리케이터(102)는 복수의 센서(206)를 포함하고, 구체적으로: 하나 또는 여러 개의 정렬 센서(208); 하나 또는 여러 개의 거리 센서(210); 또는 하나 또는 여러 개의 온도 검출 특징부(212) 중 하나 이상을 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 또는 여러 개의 온도 검출 특징부(212)는: 현재 처리되는 환자의 피부의 부분의 동결을 검출하고; 현재 처리되는 환자의 피부의 부분의 온도를 검출하고; 현재 처리되는 환자의 피부의 부분의 동결 레이트(freezing rate)를 검출하는 것 등을 행하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 온도 검출 특징부는 카메라를 포함할 수 있고, 구체적으로 적외선 카메라(301)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 적외선 카메라(301)는 현재 처리되는 환자의 피부의 부분을 향할 수 있거나, 다시 말해서, 현재 처리되는 피부의 부분이 적외선 카메라(301)의 시야 내에 있도록, 오리피스들(302)의 어레이를 통해 중앙으로 연장되는, 본 명세서에서 "분무의 라인(304)"으로도 지칭되는 축(304)이 적외선 카메라(301)의 시야의 중심이 되는 축(306)과 교차한다. 하나 또는 여러 개의 온도 검출 특징부(212)가 하나 또는 여러 개의 카메라를 포함하는 실시예에서, 하나 또는 여러 개의 온도 검출 특징부(212)는 시각화 서브시스템(112)에 속할 수 있다.

이제 도 4를 참조하면, 동결분무 어플리케이터(102)의 일 실시예의 사시도가 도시되어 있으며, 이 동결분무 어플리케이터(102)는 기계적 아암(104)의 원위 단부(222)에 결합될 수 있다. 동결분무 어플리케이터(102)는 냉한제가 환자의 피부를 향해 그리고/또는 피부 상에, 특히 현재 처리되는 환자의 피부의 부분을 향해 그리고/또는 부분 상에 분무될 수 있는 오리피스들(402)의 어레이를 포함하는 분무 헤드(400)를 포함한다.

일부 실시예에서, 동결분무 어플리케이터(102)는 복수의 센서(206)를 포함하고, 구체적으로: 하나 또는 여러 개의 TOF 카메라(209); 및/또는 하나 또는 여러 개의 온도 검출 특징부(212) 중 하나 이상을 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 또는 여러 개의 온도 검출 특징부(212)는: 현재 처리되는 환자의 피부의 부분의 동결을 검출하고; 현재 처리되는 환자의 피부의 부분의 온도를 검출하고; 현재 처리되는 환자의 피부의 부분의 동결 레이트를 검출하는 것 등을 행하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 온도 검출 특징부는 카메라를 포함할 수 있고, 구체적으로 적외선 카메라(301)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 적외선 카메라(301)는 현재 처리되는 환자의 피부의 부분을 향할 수 있거나, 다시 말해서, 현재 처리되는 피부의 부분이 적외선 카메라(301)의 시야 내에 있도록, 오리피스들(302)의 어레이를 통해 중앙으로 연장되는 분무의 라인(304)이 적외선 카메라(301)의 시야의 중심이 되는 축(306)과 교차한다.

일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, TOF 카메라(209)는 처리 영역을 향할 수 있다. 이러한 실시예에서, 현재 처리되는 피부의 적어도 일부는 TOF 카메라(209)의 시야 내에 있을 수 있고, 일부 실시예에서, TOF 카메라(209)의 시야와 적외선 카메라(301)의 시야는 도 1에 도시된 바와 같이 중첩되거나 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 일부 실시예에서, TOF 카메라(209)는 시각화 서브시스템(112)에 속할 수 있다.

이제 도 5를 참조하면, 얼굴을 나타내는 포인트 클라우드(500)의 예시가 도시되어 있다. 포인트 클라우드(500)는 공간 내의 위치를 각각 나타내는 복수의 포인트를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 공간 내의 위치는 TOF 카메라(209)에 대한 것일 수 있다. TOF 카메라(209)는 프레임들을 생성할 수 있고, 각각의 프레임은 포인트 클라우드(500)를 포함할 수 있다. 도 6은 복수의 프레임(600)을 도시하고, 각각의 프레임은 포인트 클라우드(500)를 포함한다. 프레임들(600)은 제1 프레임(602), 제2 프레임(604) 및 제3 프레임(606)을 포함한다. TOF 카메라(209)는 프레임 레이트로 프레임들(600)을 생성할 수 있다. 이 프레임 레이트는, 예를 들어, 2 Hz, 5 Hz, 10 Hz, 20 Hz, 50 Hz, 100 Hz, 200 Hz, 500 Hz, 1 내지 100 Hz, 2 내지 50 Hz, 5 내지 20 Hz 사이, 및/또는 임의의 다른 또는 중간값 또는 임의의 다른 또는 중간 범위 사이일 수 있다.

일부 실시예에서, 포인트 클라우드(500)는 본 명세서에서 3D 클라우드로도 지칭되는 병합된 포인트 클라우드를 포함할 수 있다. 병합된 포인트 클라우드는 상이한 관점으로부터 동일한 물체의 이미징을 통해 생성된 포인트 클라우드들의 병합을 통해 생성될 수 있다. 도 7은 다중 관점 포인트 클라우드 생성(700)의 일 실시예를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 카메라(209)는 중앙 위치(702), 좌측 위치(704) 및 우측 위치(706) 사이에서 이동되고, 이들 위치 각각으로부터 이미징된 물체(708)의 포인트 클라우드를 생성한다. 대안적으로, 상이한 카메라(209)가 각각의 위치(702, 704, 706)에 위치될 수 있고, 각각의 카메라(209)는 그들 각각의 위치(702, 704, 706)로부터 포인트 클라우드를 생성할 수 있다.

위치들(702, 704, 706)은 서로에 대한 알려진 오프셋을 가지며, 이미징된 물체(708)로부터의 알려진 거리이다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 위치들(702, 704, 706)의 각각은 이미징된 물체(708)로부터의 동일한 거리이지만, 이미징된 물체(708)에 대해 상이한 또는 각형 위치들(angular positions)에 있다. 따라서, 이미징된 물체(708)의 관점에서, 위치(704)는 소정의 음의 각도에 있거나, 다시 말해서 위치(702)로부터 소정의 음의 각도로 오프셋되며, 위치(706)는 소정의 양의 각도에 있거나, 다시 말해서 위치(702)로부터 소정의 양의 각도로 오프셋된다. 일부 실시예에서, 위치들(704, 706)은 위치(702)로부터 동일한 각도 오프셋을 가질 수 있다. 이러한 각도 오프셋은, 예를 들어 5도, 10도, 20도, 30도, 45도, 60도, 75도, 90도, 또는 임의의 다른 또는 중간 각도일 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 각도 오프셋은, 예를 들어 10 내지 90도, 30 내지 70도, 40 내지 50도 사이, 또는 임의의 다른 또는 중간 각도들 사이일 수 있다.

위치들(702, 704, 706)로부터의 포인트 클라우드들(500)의 생성은 위치(702)에서의 카메라(209)에 의한 중앙 포인트 클라우드(800)의 생성, 위치(704)에서의 카메라(209)에 의한 좌측 포인트 클라우드(802)의 생성, 및 위치(706)에서의 카메라(209)에 의한 우측 포인트 클라우드(804)의 생성을 유발할 수 있다. 일부 실시예에서, 이들 포인트 클라우드(800, 802, 804)는 도 9에 도시된 바와 같이 단일 병합된 포인트 클라우드(900)로 조합될 수 있다. 일부 실시예에서, 단일 병합된 포인트 클라우드(900)의 형성은 공통 공간에서 공통 배향을 갖는 각각의 포인트 클라우드(800, 802, 804)의 위치를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 이는 포인트 클라우드들(800, 802, 804)을 이미징된 물체의 위치로 이동시키는 것을 포함한다. 구체적으로, 이는 각각의 포인트 클라우드(800, 802, 804)에 대해서, 좌측 포인트 클라우드(802) 및 우측 포인트 클라우드(804)에 대하여, 이미징된 물체(708)로부터 포인트 클라우드(800, 802, 804)를 생성하는 카메라까지의 거리를 차감하고, 포인트 클라우드(802, 804)를 그러한 포인트 클라우드(802, 804)를 생성하는 데 사용된 각도 오프셋에 반대인 방향 및 양으로 회전시키는 것을 포함할 수 있다. 거리 및 각도 오프셋을 제거하면, 포인트 클라우드들(800, 802, 804)은 동일한 3D 공간에 있고, 모든 포인트 클라우드들의 포인트들을 포함하는 단일 어레이로 조합되어 병합된 포인트 클라우드(900)를 생성한다. 병합된 포인트 클라우드(900)는 포인트 클라우드(500)의 서브세트이고, 따라서 본 명세서에 사용된 바와 같이, 포인트 클라우드(500)는 병합된 포인트 클라우드(900)를 포함할 수 있다.

TOF 카메라(209)에 의해 생성된 포인트 클라우드(500)는 잡음이 많을 수 있고, 일부 실시예에서 불균일할 수 있다. 일부 실시예에서, 이들 포인트 클라우드(500)는, 포인트 클라우드(500) 내의 포인트들이 불균등하게 이격될 수 있다는 점에서 그리고/또는 포인트 클라우드(500) 내의 인접한 포인트들이 이들이 검출하고 있는 표면에 대한 변화를 반영하지 않는 방식으로 변할 수 있다는 점에서 잡음이 많고/많거나 불균일할 수 있다. 유사하게, 포인트 클라우드들의 프레임들(600) 사이에 차이가 발생할 수 있고, 이러한 차이는 잡음을 반영한다. 또한, 포인트 클라우드(500) 및/또는 포인트 클라우드(500)의 프레임(600)은 포인트들(502)의 프로세싱(processing) 및/또는 사용을 복잡하게 할 만큼 매우 많은 포인트를 포함할 수 있다. 도 10-15는 동결분무 어플리케이터(102)의 동작을 제어하기 위한 이동 경로를 생성하기 위해 하나 또는 여러 개의 포인트 클라우드를 사용하기 위한 프로세스의 일 실시예에서의 단계들을 예시한다. 이들 이동 경로는 웨이포인트들 및 전달 벡터들을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 웨이포인트는 동결분무 어플리케이터(102)가 처리 동안 그를 향해 또는 그를 통해 이동되어야 하는 공간 내의 위치이다. 이들 웨이포인트는 일부 실시예에서 처리의 전달을 위한 처리 영역을 지정할 수 있다.

일부 실시예에서, TOF 카메라(209)는 비조직화된 포인트 클라우드를 출력하며, 이 비조직화된 포인트 클라우드는 포인트들의 리스트, 구체적으로 포인트들의 편평한 리스트(flat list) 또는 어레이를 포함할 수 있다. 포인트 클라우드로부터의 포인트들은 그리드로 분류될 수 있다. 도 10은 박스들(1006)의 복수의 열(1002) 및 행(1004)을 포함할 수 있는 2D 그리드(1000)의 일 실시예를 도시한다. 행들(1002), 열들(1004), 및/또는 박스들은, 일부 실시예에서 균일한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 그리드(1000)는 이미징된 물체(1008) 상의 그리드의 오버레이에 의해 표현되는 바와 같이 이미징 영역 상의 오버레이로서 사용될 수 있으며, 영역은 TOF 카메라(209)에 의해 이미징된다. 그리드(1000)는 이미징 영역의 평면 내에서 2개의 방향(X 및 Y 방향)으로 그리고 이미징 영역의 평면에 수직인 제3 방향(Z 방향)으로 연장된다. 일부 실시예에서, 그리드(1000)의 박스들(1006)은 Z 방향으로 무한하게 연장되는 직사각형 프리즘들을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 그리드(1000)는 복수의 복셀(voxels) 또는 큐브(cubes)를 포함하는 3D 그리드를 포함할 수 있다.

포인트 클라우드의 포인트들(1100)은, 도 11에 표시된 바와 같이 그리드(1000)로 조직화될 수 있다. 구체적으로, 포인트 클라우드 내의 각각의 포인트(1100)는 이미징 영역의 평면 내의 그 포인트(1100)의 위치에 대응하는 박스(1006) 내에 배치될 수 있다. 포인트 클라우드에서의 불균일성 때문에, 박스들은 상이한 수의 포인트들(1100)을 가질 수 있거나, 달리 말하면, 그리드(1000)에 걸친 포인트들(1100)의 분포는 균일하거나 불균일할 수 있다. 병합된 포인트 클라우드(900)가 사용되는 실시예들에서, 병합된 포인트 클라우드는 3D 그리드로 조직화될 수 있다.

포인트 클라우드(500) 내의 각각의 포인트(1100)는 이미징 영역의 평면에 대한 포인트의 위치뿐만 아니라 TOF 카메라(209)로부터의 그리고/또는 이미징 영역의 평면으로부터의 포인트(1100)의 거리를 식별하는 위치 정보를 포함할 수 있다. 이러한 TOF 카메라(209)로부터의 그리고/또는 이미징 영역의 평면으로부터의 포인트(1100)의 거리는 본 명세서에서 "깊이(depth)"로 지칭된다. 2D 그리드에 대해, 이미징 영역의 평면 내의 포인트의 위치에 대응하는 박스 내에 포인트(1100)를 배치하는 것은 이미징 영역의 평면에 수직인 그 포인트(1100)의 깊이에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 박스(1006)가 다수의 포인트(1100)를 포함하는 실시예에서, 그러한 다수의 포인트(1100)의 일부 또는 전부는 상이한 깊이를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 단일 프레임으로부터의 포인트 클라우드로부터의 포인트들은 그리드(1000)로 조직화될 수 있고, 일부 실시예에서, 다수의 프레임으로부터의 포인트 클라우드들은 단일 그리드(1000)로 조직화될 수 있다.

3D 그리드에 대해, 그리드 내의 포인트 클라우드(500) 내의 각각의 포인트의 배치는 포인트 클라우드(500) 내의 그 포인트의 X, Y 및 Z 위치를 포함하는 복셀을 식별하는 것을 포함한다. 이 복셀이 식별된 후에, 포인트의 표현이 복셀 내에 생성된다. 일부 실시예에서, 이러한 포인트의 표현은 복셀 내의 실제 위치에 생성될 수 있다.

각각의 박스(1006) 내의 포인트들(1100)은 단일 포인트로 리졸브(resolve)될 수 있다. 박스(1006) 내의 포인트들(1100)을 단일 포인트로 리졸브하는 것은 박스(1006) 내의 모든 포인트들(1100)에 대한 평균 깊이를 결정하고, 이러한 평균 깊이를 단일 포인트에 적용하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 단일 포인트는 박스(1006) 또는 복셀의 중심에 배치될 수 있고, 일부 실시예에서, 이러한 단일 포인트는 박스(1006) 내의 평균 위치 또는 박스(1006) 내의 포인트들(1100)의 복셀에 배치될 수 있다. 박스(1006) 또는 복셀 내의 포인트들(1100)에 대한 평균 깊이의 결정은 포인트 클라우드 내의 잡음을 제거 및/또는 완화하는 것을 용이하게 한다. 또한, 박스(1006) 또는 복셀당 단일 포인트로 포인트 클라우드로부터의 다수의 포인트(1100)를 표현하는 것은 포인트 클라우드를 단순화한다. 또한, 비조직화된 포인트 클라우드를 균일한 그리드 내의 박스 또는 복셀당 단일 포인트로 리졸브하는 것은 이들 포인트에 대해 수행되는 추가의 연산들을 용이하게 할 수 있다. 각각의 박스 또는 복셀의 포인트에 대한 정보가 저장될 수 있다.

각각의 박스(1006) 또는 복셀 내의 포인트들(1100)을 단일 포인트로 리졸브하면, 이들 단일 포인트는 도 12에 도시된 바와 같이 다각형 메시(1200)를 형성하는 데 사용된다. 구체적으로, 본 명세서에서 꼭지점(1202)으로도 지칭되는 이들 단일 포인트는, 생성되어 이들 꼭지점을 연결하는 에지들(1204)에 의해 다각형 메시를 형성하도록 연결된다. 일부 실시예에서, 본 명세서에서 인접한 꼭지점들로도 지칭되는 이웃하는 꼭지점들을 연결하는 에지들(1204)이 생성된다. 따라서, 이들 에지(1204)는 각각 한 쌍의 꼭지점들(1202)을 연결하고, 이들 에지의 조합은 다각형을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 꼭지점이 꼭지점을 갖지 않는 하나 또는 여러 개의 박스 또는 복셀에 인접하면, 이들 박스 또는 복셀은 생략될 수 있다. 일부 실시예에서, 규칙은 생략될 수 있고 여전히 에지를 생성할 수 있는 최대 수의 박스 또는 복셀을 식별할 수 있다. 일부 실시예에서, 이 최대 수는, 예를 들어 박스들 또는 복셀들의 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 50 또는 임의의 다른 또는 중간 수일 수 있다.

일부 실시예에서, 이러한 다각형 메시(1200)의 형성은 삼각형 메시, 사각형 메시, 또는 n각형 메시의 형성을 포함할 수 있다. 다각형 메시(1200)의 생성은 처리 영역 내의 표면의 기하학적 모델을 생성한다. 에지 정보, 및 생성된 다각형 메시에 관한 정보가 저장될 수 있다.

도 13은 꼭지점(1202)에 대한 법선 벡터(1302)의 생성(1300)의 일 실시예를 도시한다. 에지들(1204) 및/또는 다각형 메시(1200)의 생성 후에, 법선 벡터(1302)가 다각형 메시(1200) 내의 각각의 꼭지점(1202)에 대해 생성될 수 있고, 법선 벡터(1302)는 꼭지점(1202)의 위치에서 표면에 법선일 수 있다. 일부 실시예에서, 꼭지점(1202)의 법선 벡터(1302)는 그 꼭지점(1202)으로부터 연장되는 하나 또는 여러 개의 에지(1204)로 생성될 수 있고, 구체적으로 꼭지점(1202)으로부터 연장되는 한 쌍의 에지(1204)를 선택하고 이들 에지(1204)를 사용하여 외적(cross product)을 계산함으로써 생성될 수 있다. 일부 실시예에서, 단일 법선 벡터가 다각형 메시 내의 각각의 꼭지점(1202)에 대해 생성될 수 있고, 일부 실시예에서, 복수의 부분 법선 벡터가 다각형 메시(1200) 내의 각각의 꼭지점(1202)에 대해 생성될 수 있다. 일부 실시예에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 꼭지점(1202)은 그로부터 연장되는 2개보다 많은 에지(1204)를 가질 수 있고, 따라서 다수의 부분 법선 벡터가 생성될 수 있다. 일부 실시예에서, 원하는 수의 부분 법선 벡터가 각각의 꼭지점에 대해 생성된 후에, 이들 부분 법선 벡터가 조합되어 꼭지점 법선 벡터(1302)를 생성할 수 있다.

도 14는 웨이포인트/전달 벡터 어레이(1400)의 일 실시예를 예시한다. 꼭지점 법선 벡터들(1302)이 다각형 메시(1200) 내의 꼭지점들(1202)에 대해 생성된 후, 웨이포인트/전달 벡터 어레이(1400)가 생성된다. 이는 전달 벡터들(1402) 및 웨이포인트들(1404)의 생성을 포함한다. 일부 실시예에서, 전달 벡터(1402)는 동결분무 어플리케이터(102)에 의한 분무 처리의 전달을 위한 방향을 나타낸다. 일부 실시예에서, 처리의 전달 동안, 동결분무 어플리케이터(102)는 동결분무 어플리케이터(102)의 현재 위치의 전달 벡터(1402)를 따라 분무 처리를 전달하도록 구성될 수 있다. 즉, 동결분무 어플리케이터(102)는 동결분무 처리가 한 위치에서 전달될 때 분무의 라인(304)이 그 위치에 대한 전달 벡터(1402)와 동일한 방향에 있도록 제어될 수 있다.

일부 실시예에서, 웨이포인트(1404)는 동결분무 어플리케이터(102)가 동결분무 처리의 전달 동안 그를 향해 또는 그를 통해 이동되어야 하는 공간 내의 위치일 수 있다. 일부 실시예에서, 웨이포인트는 전달 벡터(1402)를 따르는 위치에 있을 수 있고, 일부 실시예에서, 전달 벡터(1402)를 따르는 위치에 추가될 수 있다. 동결분무 어플리케이터(102)는 처리의 전달 동안 하나 또는 여러 개의 웨이포인트(1404)로 또는 그를 통해 이동할 수 있다. 일부 실시예에서, 동결분무 어플리케이터(102)는 소정량의 시간 동안 웨이포인트에 체류할 수 있고, 이 시간량은 미리 결정되거나, 예를 들어 하나 또는 여러 개의 온도 검출 특징부(212)로부터 수신된 정보에 기초할 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예에서, 동결분무 어플리케이터(102)는 웨이포인트들(1404)을 통해 이동할 수 있고, 구체적으로, 동결분무 어플리케이터(102)는 하나 또는 여러 개의 웨이포인트(1404)를 통해 이동함에 따라 연속적으로 움직일 수 있지만, 이 움직임의 속도는, 예를 들어 하나 또는 여러 개의 온도 검출 특징부(212)로부터 수신된 정보에 기초하여 달라질 수 있다.

일부 실시예에서, 전달 벡터가 다수의 법선 벡터(1302)의 조합을 통해 생성될 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 전달 벡터는 법선 벡터들의 그룹을 식별하고, 법선 벡터들의 그룹 내의 법선 벡터들을 조합하여 전달 벡터를 형성함으로써 생성될 수 있다. 전달 벡터는 그의 꼭지점으로부터 연장될 수 있다. 일부 실시예에서, 전달 벡터를 생성하기 위해 조합된 법선 벡터들의 그룹 내의 법선 벡터들(1302)의 수는 분무 처리의 하나 또는 여러 개의 속성에 기초하여 달라질 수 있고, 구체적으로 처리 풋프린트에 기초하여 달라질 수 있다. 구체적으로, 일부 실시예에서, 꼭지점 법선 벡터들(1302)은 조합된 꼭지점 법선 벡터들(1302)의 집계된 박스들(1006)의 크기가 처리 풋프린트와 동일하거나 또는 대략 동일하도록 하는 수로 조합될 수 있다. 이러한 실시예에서, 처리 풋프린트의 크기는 공지될 수 있고, 처리 풋프린트의 공지된 크기에 기초하여, 단일 전달 벡터(1402)를 생성하기 위해 조합될 꼭지점 법선 벡터들(1302)의 수가 결정될 수 있다. 대안적으로, 단일 전달 벡터(1402)를 생성하기 위해 조합될 법선 벡터들(1302)의 수는 미리 프로그래밍되고/되거나 사용자에 의해 설정될 수 있다.

일부 실시예에서, 웨이포인트들의 생성은 각각의 전달 벡터를 따른 웨이포인트의 배치를 포함한다. 이는 꼭지점으로부터, 다각형 메시로부터, 그리고/또는 피부의 표면으로부터 원하는 거리인 전달 벡터를 따른 위치의 식별을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 원하는 거리는 일정하게 유지될 수 있고, 일부 실시예에서, 이러한 원하는 거리는 달라질 수 있다. 일부 실시예에서, 전달 벡터들(1402) 및 웨이포인트들(1404)은 저장될 수 있다.

웨이포인트들(1404) 및 전달 벡터들(1402)의 생성 후, 처리 경로들(1502)이 도 15에 표시된 바와 같이 생성될 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 경로는 복수의 웨이포인트(1404)의 연결(linking)에 의해 생성될 수 있다. 이들 웨이포인트(1404)는 일부 실시예에서 순차적 방식으로, 웨이포인트들과 관련된 그리드의 열들(1002) 및 행들(1004)에 따라, 인접성(adjacency)에 따라, 기타 등등을 포함하는 임의의 원하는 방식으로 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 경로는 웨이포인트들(1404) 사이의 동결분무 어플리케이터(102)의 이동을 제어하는 웨이포인트들(1404) 사이의 중간의 경로 부분들을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 경로들은 그리드의 패턴에 따른 인접한 웨이포인트들 사이의 체계적 진행(systematic advance)에 의해 생성될 수 있다. 이는, 예를 들어 좌측에서 우측으로, 우측에서 좌측으로, 상부에서 하부로 또는 하부에서 상부로의 진행일 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 경로는 모든 웨이포인트들이 연결될 때까지 그리드를 통해 휘돌아갈 수 있다(wind).

일부 실시예에서, 웨이포인트들은 하나의 또는 여러 개의 잠재적 처리 경로(1502)의 평가에 따라 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 이는 복수의 잠재적 처리 경로(1502)의 생성, 및 최상의 처리 경로(1502) 및/또는 최적의 처리 경로(1502)인 복수의 잠재적 처리 경로(1502) 중 하나의 식별 및 선택을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 최상의 처리 경로(1502)는 처리 경로(1502) 내의 웨이포인트들(1404)의 전달 벡터들(1402)과 축(304)을 정렬하기 위해 동결분무 어플리케이터(102)의 최소 이동을 필요로 하는, 또는 다시 말해서, 처리 경로(1502) 내의 인접한 전달 벡터들(1402) 사이의 분무 라인에서 최소의 총계적 차이를 갖는 처리 경로(1502)일 수 있다. 일부 실시예에서, 인접한 전달 벡터들은, 예를 들어 직접 이웃 전달 벡터들 및/또는 서로의 미리 결정된 거리 내의 전달 벡터들을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 하나 또는 여러 개의 처리 경로(1502)의 생성은 처리 영역 및/또는 하나 또는 여러 개의 통제 구역(no-go zones)의 하나 또는 여러 개의 경계(boundaries)의 식별을 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 또는 여러 개의 처리 경로(1502)가 생성될 수 있고, 구체적으로, 웨이포인트들(1404)은 처리 경로들이 처리 영역의 경계들 내에 유지되고/되거나 하나 또는 여러 개의 통제 구역 밖에 유지되도록 연결될 수 있다.

하나 또는 여러 개의 처리 경로(1502)가 생성된 후에, 제어기(106)는 처리 경로(1502)에 따라 동결분무 어플리케이터(102)를 이동시키도록 기계적 아암(104)을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어기(106)는 처리 경로(1502)를 따라 그리고 웨이포인트들(1404)을 통해 동결분무 어플리케이터(102)를 이동시키도록 기계적 아암(104)을 제어할 수 있다. 제어기(106)는 동결분무 어플리케이터(102)가 웨이포인트(1404)로부터 처리를 전달할 때, 분무의 라인(304)이 그 웨이포인트(1404)의 전달 벡터(1402)와 정렬되도록 동결분무 어플리케이터(102)를 이동시키도록 기계적 아암(104)을 추가로 제어할 수 있다.

동결분무 어플리케이터(102)가 하나 또는 여러 개의 정렬 센서(208), 하나 또는 여러 개의 비행시간("TOF") 카메라(209), 하나 또는 여러 개의 거리 센서(210), 및/또는 하나 또는 여러 개의 온도 검출 특징부(212)를 포함하는 실시예에서, 동결분무 어플리케이터(102)의 이동은 처리 경로 및 이들 카메라 및/또는 센서들(208, 209, 210, 212) 중 일부 또는 모두로부터 수신된 신호들에 따라 제어될 수 있다. 이는, 예를 들어 하나 또는 여러 개의 거리 센서(210)를 이용하여, 동결분무 어플리케이터(102)가 처리 영역에 너무 가깝거나 너무 멀다고 결정하는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로, 동결분무 어플리케이터(102)가 하나 또는 여러 개의 거리 센서(210)를 포함하지 않는 실시예에서, TOF 카메라(209)는 처리 동안 정보를 생성할 수 있고, 이 정보는 동결분무 어플리케이터(102)와 처리 영역 사이의 거리를 결정하는 데 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, TOF 카메라(209)로부터의 정보는 동결분무 어플리케이터(102)가 웨이포인트들(1404)을 통해 이동하고 전달 벡터들(1402)과 정렬되는지를 결정하는 데 사용될 수 있다. 동결분무가 웨이포인트들(1404)을 통해 이동하지 않고/않거나 전달 벡터들(1402)과 정렬되지 않는 경우에, 제어기(106)는 웨이포인트들(1404)을 통해 그리고/또는 웨이포인트들(1404)로 이동하고 전달 벡터들(1402)과 정렬되도록 동결분무 어플리케이터(102)의 이동들을 수정하기 위해 기계적 아암(104)을 제어할 수 있다.

본 설명은 개별 단계들의 순서 또는 요소들의 배열이 명백하게 설명되는 경우를 제외하고는 다양한 단계들 또는 요소들 사이의 임의의 특정 순서 또는 배열을 암시하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 도면들에 도시되거나 위에 설명된 컴포넌트들뿐만 아니라 도시 또는 설명되지 않은 컴포넌트들 및 단계들의 상이한 배열들이 가능하다. 유사하게, 일부 특징들 및 하위 조합들이 유용하고, 다른 특징들 및 하위 조합들에 관계없이 이용될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 제한이 아니라 예시적인 목적으로 설명되었으며, 대안적 실시예들이 본 특허의 독자들에게 명백해질 것이다. 따라서, 본 발명은 위에 설명되거나 도면들에 도시된 실시예들로 제한되지 않으며, 다양한 실시예들 및 수정들이 하기 청구항들의 범위로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.

Claims

기계적 아암을 포함하고, 상기 기계적 아암의 원위 단부에 결합된 동결분무 어플리케이터를 갖는 피부 냉각 처리 시스템을 제어하는 방법으로서,
피부 냉각 처리를 받기 위한 환자의 피부 부분으로부터 생성된 포인트 클라우드를 수신하는 단계;
상기 포인트 클라우드로부터 상기 환자의 상기 피부 부분을 나타내는 다각형 메시 표면을 생성하는 단계 - 상기 다각형 메시 표면은 복수의 연결된 꼭지점을 포함함 -;
상기 다각형 메시 표면에 기초하여 웨이포인트들 및 전달 벡터들을 생성하는 단계;
상기 웨이포인트들을 연결하여 처리 경로를 형성하는 단계; 및
상기 처리 경로에 따라 피부 처리를 상기 피부 부분에 전달하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 포인트 클라우드는 복수의 포인트 클라우드를 포함하고, 상기 복수의 포인트 클라우드 각각은 비행 시간(Time-of-flight) 카메라에 의해 생성된 프레임과 관련되는, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 포인트 클라우드로부터의 포인트들을 복수의 동일한 크기의 블록을 정의하는 그리드로 조직화하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
제3항에 있어서, 상기 포인트 클라우드의 상기 포인트들은 상기 그리드에 의해 정의된 상기 복수의 동일한 크기의 블록 사이에 불균일하게 분포되는, 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서, 적어도 하나의 포인트를 갖는 상기 그리드 내의 각각의 블록에 대해, 상기 블록 내의 상기 적어도 하나의 포인트를 꼭지점으로 리졸브(resolve)하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
제5항에 있어서, 상기 꼭지점들은 불균일한 깊이들을 갖는, 방법.
제5항에 있어서, 상기 다각형 메시를 생성하는 단계는:
인접한 꼭지점들을 식별하는 단계; 및
인접한 꼭지점들을 에지들과 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다각형 메시 표면은 삼각형 메시를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다각형 메시 표면의 상기 복수의 연결된 꼭지점 중 적어도 일부에 대한 법선 벡터를 생성하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
제9항에 있어서, 상기 다각형 메시 표면의 상기 복수의 연결된 꼭지점 중 적어도 일부에 대한 상기 법선 벡터를 생성하는 단계는:
상기 복수의 연결된 꼭지점 중 상기 적어도 일부 각각에 대한 복수의 부분 법선 벡터를 생성하는 단계; 및
상기 복수의 연결된 꼭지점 중 상기 적어도 일부 각각에 대해, 상기 복수의 부분 법선 벡터를 조합하여 상기 연결된 꼭지점에 대한 상기 법선 벡터를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
제9항에 있어서, 상기 법선 벡터는 한 쌍의 에지들을 선택하고 상기 한 쌍의 에지들의 외적을 계산함으로써 생성되는, 방법.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전달 벡터들을 생성하는 단계는:
법선 벡터들의 그룹들을 식별하는 단계; 및
법선 벡터들의 각각의 그룹 내의 상기 법선 벡터들을 조합하여 전달 벡터를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
제12항에 있어서, 상기 법선 벡터들의 그룹들은 다수의 법선 벡터를 포함하고, 상기 다수의 법선 벡터는 상기 동결분무 어플리케이터의 처리 풋프린트에 대응하는, 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 웨이포인트들을 생성하는 단계는 상기 전달 백터들 각각을 따라 웨이포인트를 배치하는 단계를 포함하는, 방법.
제14항에 있어서, 상기 전달 벡터들 각각을 따라 웨이포인트를 배치하는 단계는 상기 전달 벡터들 각각에 대해: 상기 전달 벡터의 꼭지점으로부터 원하는 거리의 상기 전달 벡터를 따른 위치를 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
제15항에 있어서, 상기 웨이포인트들 모두는 그들의 꼭지점으로부터 동일한 거리에 그들의 전달 벡터를 따라 위치되는, 방법.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웨이포인트들을 연결하여 상기 처리 경로를 형성하는 단계는 인접한 웨이포인트들을 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웨이포인트들을 연결하여 처리 경로를 형성하는 단계는:
복수의 잠재적 처리 경로를 생성하는 단계; 및
상기 복수의 잠재적 처리 경로로부터 최적 처리 경로를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제18항에 있어서, 상기 최적 처리 경로를 결정하는 단계는 상기 처리 경로에서 상기 전달 벡터들을 갖는 상기 동결분무 어플리케이터의 분무 라인으로의 상기 동결분무 어플리케이터의 최소 이동을 갖는 상기 복수의 처리 경로 중의 하나를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제19항에 있어서, 상기 최적 처리 경로를 결정하는 단계는 인접한 전달 벡터들 사이에 최소의 총계적 차이를 갖는 상기 복수의 잠재적 처리 경로 중 하나를 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 경로를 형성하는 단계는,
적어도 하나의 통제 구역을 식별하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 통제 구역을 피하도록 웨이포인트들을 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
피부 냉각 처리 시스템으로서,
근위 단부 및 원위 단부를 갖는 기계적 아암;
상기 기계적 아암의 상기 원위 단부에 결합되고, 오리피스들의 어레이를 포함하고, 처리를 위해 피부 조직의 영역의 부분에 냉한제의 분무를 전달하도록 상기 기계적 아암에 의해 이동가능한 동결분무 어플리케이터; 및
프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는:
피부 냉각 처리를 받기 위한 환자의 피부 부분으로부터 생성된 포인트 클라우드를 수신하고;
상기 포인트 클라우드로부터 상기 환자의 상기 피부 부분을 나타내는 다각형 메시 표면을 생성하고 - 상기 다각형 메시 표면은 복수의 연결된 꼭지점을 포함함 -;
상기 다각형 메시 표면에 기초하여 웨이포인트들 및 전달 벡터들을 생성하고;
상기 웨이포인트들을 연결하여 처리 경로를 형성하고;
상기 처리 경로에 따라 피부 처리를 상기 피부 부분에 전달하도록 구성되는, 시스템.
제22항에 있어서, 상기 포인트 클라우드는 복수의 포인트 클라우드를 포함하고, 상기 복수의 포인트 클라우드 각각은 비행 시간 카메라에 의해 생성된 프레임과 관련되는, 시스템.
제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 포인트 클라우드로부터의 포인트들을 복수의 동일한 크기의 블록을 정의하는 그리드로 조직화하도록 추가로 구성되는, 시스템.
제24항에 있어서, 상기 포인트 클라우드의 상기 포인트들은 상기 그리드에 의해 정의된 상기 동일한 크기의 블록 사이에 불균일하게 분포되는, 시스템.
제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 프로세서는 적어도 하나의 포인트를 갖는 상기 그리드 내의 각각의 블록에 대해, 상기 블록 내의 상기 적어도 하나의 포인트를 꼭지점으로 리졸브하도록 추가로 구성되는, 시스템.
제26항에 있어서, 상기 꼭지점들은 불균일한 깊이들을 갖는, 시스템.
제26항에 있어서, 상기 다각형 메시를 생성하는 것은:
인접한 꼭지점들을 식별하는 것; 및
인접한 꼭지점들을 에지들과 연결하는 것을 포함하는, 시스템.
제22항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다각형 메시 표면은 삼각형 메시를 포함하는, 시스템.
제22항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 다각형 메시 표면의 상기 복수의 연결된 꼭지점 중 적어도 일부에 대한 법선 벡터를 생성하도록 추가로 구성되는, 시스템.
제30항에 있어서, 상기 다각형 메시 표면의 상기 복수의 연결된 꼭지점 중 적어도 일부에 대한 상기 법선 벡터를 생성하는 것은:
상기 복수의 연결된 꼭지점 중 상기 적어도 일부 각각에 대한 복수의 부분 법선 벡터를 생성하는 것; 및
상기 복수의 연결된 꼭지점 중 상기 적어도 일부 각각에 대해, 상기 복수의 부분 법선 벡터를 조합하여 상기 연결된 꼭지점에 대한 상기 법선 벡터를 생성하는 것을 포함하는, 시스템.
제30항에 있어서, 상기 법선 벡터는 한 쌍의 에지들을 선택하고 상기 한 쌍의 에지들의 외적을 계산함으로써 생성되는, 시스템.
제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전달 벡터들을 생성하는 것은:
법선 벡터들의 그룹들을 식별하는 것; 및
법선 벡터들의 각각의 그룹 내의 상기 법선 벡터들을 조합하여 전달 벡터를 형성하는 것을 포함하는, 시스템.
제33항에 있어서, 상기 법선 벡터들의 그룹들은 다수의 법선 벡터를 포함하고, 상기 다수의 법선 벡터는 상기 동결분무 어플리케이터의 처리 풋프린트에 대응하는, 시스템.
제33항 또는 제34항에 있어서, 상기 웨이포인트들을 생성하는 것은 상기 전달 벡터들 각각을 따라 웨이포인트를 배치하는 것을 포함하는, 시스템.
제35항에 있어서, 상기 전달 벡터들 각각을 따라 웨이포인트를 배치하는 것은 상기 전달 벡터들 각각에 대해, 상기 전달 벡터의 꼭지점으로부터 원하는 거리의 상기 전달 벡터를 따른 위치를 식별하는 것을 포함하는, 시스템.
제36항에 있어서, 상기 웨이포인트들 모두는 그들의 꼭지점으로부터 동일한 거리에 그들의 전달 벡터를 따라 위치되는, 시스템.
제22항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웨이포인트들을 연결하여 상기 처리 경로를 형성하는 것은 인접한 웨이포인트들을 연결하는 것을 포함하는, 시스템.
제22항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웨이포인트들을 연결하여 처리 경로를 형성하는 것은:
복수의 잠재적 처리 경로를 생성하는 것; 및
상기 복수의 잠재적 처리 경로로부터 최적 처리 경로를 결정하는 것을 포함하는, 시스템.
제39항에 있어서, 상기 최적 처리 경로를 결정하는 것은 상기 처리 경로에서 상기 전달 벡터들을 갖는 상기 동결분무 어플리케이터의 분무 라인으로의 상기 동결분무 어플리케이터의 최소 이동을 갖는 상기 복수의 처리 경로 중의 하나를 결정하는 것을 포함하는, 시스템.
제40항에 있어서, 상기 최적 처리 경로를 결정하는 것은 인접한 전달 벡터들 사이에 최소의 총계적 차이를 갖는 상기 복수의 잠재적 처리 경로 중 하나를 식별하는 것을 포함하는, 시스템.
제22항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 경로를 형성하는 것은,
적어도 하나의 통제 구역을 식별하는 것; 및
상기 적어도 하나의 통제 구역을 피하도록 웨이포인트들을 연결하는 것을 포함하는, 시스템.