WO2023224191A1 - 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템 - Google Patents

피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템 Download PDF

Info

Publication number
WO2023224191A1
WO2023224191A1 PCT/KR2022/017758 KR2022017758W WO2023224191A1 WO 2023224191 A1 WO2023224191 A1 WO 2023224191A1 KR 2022017758 W KR2022017758 W KR 2022017758W WO 2023224191 A1 WO2023224191 A1 WO 2023224191A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
skin
displacement
contraction
treatment
center
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/017758
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
안가람
Original Assignee
안가람
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020220097349A external-priority patent/KR20230162509A/ko
Application filed by 안가람 filed Critical 안가람
Publication of WO2023224191A1 publication Critical patent/WO2023224191A1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/60—Analysis of geometric attributes

Definitions

  • the present invention relates to a device parameter calculation system based on skin surface displacement, and more specifically, by deriving displacement data around the coagulation spot from images taken before and after the creation of a coagulation spot on the skin, and determining the size of the contraction area caused by the coagulation spot and This relates to a device parameter calculation system based on skin surface displacement that calculates shape.
  • an energy-based medical device for shrinking the skin area forms a coagulation area centered on a target point on the skin.
  • the reticular dermis is made up of spiral-shaped collagen bundles, which are arranged in a direction parallel to the skin surface, and when heat coagulated, each bundle becomes shorter as the spiral structure unravels and tangles. Lose.
  • the reticular dermal layer within the range where coagulation occurs around that point contracts and contracts in the direction toward the coagulation point in a plane parallel to the skin surface. form an area.
  • energy-based medical devices use this principle to shrink the skin in a plane to achieve a cosmetic effect. .
  • the present invention takes this problem into consideration, and the present invention provides a skin surface displacement-based device parameter calculation system that calculates the size of the contraction area generated by the coagulation point by inputting information on the skin surface before and after the formation of the coagulation point of the skin.
  • the purpose is to
  • the skin surface displacement-based device parameter calculation system takes as input images taken before and after skin treatment using an energy-based medical device, and A preprocessing unit that preprocesses skin landmarks in images taken before and after the procedure into location data; A displacement calculation unit that derives landmark displacement data from the landmark position data of the skin derived from the pre-processing unit and derives position data of the center of contraction (O) based on the landmark displacement data; It may be characterized as including; a boundary deriving unit that derives the boundary of the shrinkage area from the treatment shrinkage center (O) of the skin.
  • the energy based medical device applies energy to one focus of the skin to cause a local temperature increase to generate a contraction area based on one focus of the skin, and uses high-frequency, laser, and high-intensity focused ultrasound devices ( It may be characterized as including HIFU (High-intensity focused ultrasound);
  • the skin landmark is a reference point that allows tracking the change in position of the skin treatment target area before and after the treatment in images taken before and after the skin treatment using the energy based medical device, and is a pigment It may be characterized as including dots or lines indicated by, sweat glands, hair glands, sebaceous glands, pigmented lesions, moles, skin tumors, blood vessels, and wrinkle lines on the skin surface.
  • the pre-processing unit calculates and stores location data (A) of landmarks on the skin surface before the skin treatment from the image taken before the skin treatment, and the positions of the landmarks before the skin treatment on the skin surface are changed by the skin treatment. It may be characterized by calculating and storing location data (B) of landmarks after the skin treatment on the skin surface in the captured image after the skin treatment as it moves to the center of contraction (O).
  • the preprocessor represents the location data (A) of landmarks before the skin treatment on the skin surface as A[(i, j)ij], and represents the position data (B) of the landmarks after the skin treatment on the skin surface as B. It may be characterized as including what is represented by [(i', j')ij].
  • the displacement calculation unit converts the landmark displacement data (D) into a displacement vector reflecting the result of the location data of the skin landmark derived from the pre-processing unit moving from the pre-treatment location data of the skin to the post-treatment location data.
  • Calculate, and (D) may be characterized as [(i' - i, j' - j)ij].
  • the boundary derivation unit passes the center of contraction (O) corresponding to the location of the focus where energy is applied by the energy-based medical device based on the landmark displacement data.
  • a graph drawing unit that derives a graph of the displacement of each point toward the center of contraction (O) for each position on a straight line passing at an angle; It may be characterized by including a boundary calculation unit that calculates the distance (R) from the shrinkage center (O) to the boundary of the shrinkage area, based on the graph analysis result data derived from the graph derivation unit.
  • the graph derivation unit sets the position data of the center of contraction (O) corresponding to the location of the focus where energy is applied by the energy-based medical device based on the landmark displacement data (D), and the center of contraction (O)
  • the position data is the location of the point where the landmark points on the skin surface were commonly oriented during skin coagulation following the procedure, and the points corresponding to each element (i, j) ij of (A) are the landmark displacement data.
  • element of (D) It may be characterized by setting the position of the intersection of straight lines passing in the direction of the ij vector as (io, jo).
  • the graph deriving part is the desired angle (O) of the treatment contraction center (O) of the skin.
  • the location of the center of contraction caused by the procedure can be derived based on photos taken before and after the procedure.
  • the pattern of skin contraction caused by the procedure can be quantitatively expressed.
  • the pattern of skin contraction which varies depending on the patient receiving the procedure and the area, and the type and output of the device, can be quantitatively expressed each time the system is applied.
  • Figures 2 and 3 are schematic diagrams of landmarks of the skin, a diagram of the helical structure of collagen in the skin, and examples of contraction when a coagulation area occurs in the skin.
  • Figure 4 is a schematic diagram of the skin contraction area caused by the coagulation range of the reticular dermal layer of the skin when energy is irradiated to the skin using an energy-based medical device.
  • Figures 5 and 6 illustrate that when attempting to reduce the area of the skin by generating multiple coagulation points, safety and area reduction efficiency may vary depending on the distance between adjacent coagulation points.
  • Figure 7 is a schematic diagram of a process by which the preprocessor 100 calculates location data according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a schematic diagram of a process by which the displacement calculation unit 200 calculates displacement data (D) according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a configuration diagram of the boundary derivation unit 300 according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 10 is a process diagram of the graph deriving unit 300a calculating the position of the center of contraction (O) according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 11 is a graph of the graph deriving unit 300a according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 12 is a process diagram of the boundary calculation unit 300b calculating the size and shape of the contracted area according to an embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.
  • all terms used herein, including technical or scientific terms have the same meaning as generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.
  • the present invention relates to a device parameter calculation system based on skin surface displacement. More specifically, the coagulation range caused by the coagulation spot is derived by deriving displacement data around the coagulation spot from images taken before and after the coagulation spot is created on the skin. It relates to a device factor calculation system based on skin surface displacement that calculates the size and shape of. Therefore, the present invention helps optimize treatment factors such as the distance between adjacent coagulation points and the output of the device during cosmetic procedures using energy-based medical devices by calculating the size and shape of the coagulation range through skin surface information before and after the coagulation point occurs. I want to give.
  • the skin surface displacement-based device parameter calculation system includes a preprocessor 100, a displacement calculation unit 200, and a boundary derivation unit 300.
  • the preprocessing unit 100 receives images taken before and after a skin treatment using an energy based medical device as input, and preprocesses landmarks of the skin in the images taken before and after the skin treatment into location data.
  • the displacement calculation unit 200 derives landmark displacement data from the landmark position data of the skin derived from the preprocessor 100, derives position data of the center of contraction (O) based on the landmark displacement data, and determines the boundary
  • the derivation unit 300 derives the boundary of the contraction area from the treatment contraction center (O) of the skin.
  • the preprocessor 100 inputs images taken before and after the procedure in which the energy-based medical device generates a coagulation point by applying energy to one focus of the skin.
  • the skin landmark location data before and after the coagulation point occurs is calculated (preprocessed).
  • the displacement calculation unit 200 calculates displacement data of the skin landmark based on changes in the landmark position data before and after the procedure, and calculates contraction center (O) position data from the landmark position data and the displacement data. It is derived by doing this.
  • the boundary calculation unit 300 calculates the distance (R) from the shrinkage center (O) to the boundary of the shrinkage area based on the position data, the displacement data, and the position data of the shrinkage center (O).
  • the energy based medical device applies energy to one focus of the skin to cause a local temperature increase, generates a contraction area based on one focus of the skin, and delivers physical energy to body tissues.
  • medical devices that cause changes in tissue include high frequency, laser, and high-intensity focused ultrasound (HIFU) devices.
  • Figures 2 and 3 are schematic diagrams of landmarks of the skin, a diagram of the helical structure of collagen in the skin, and examples of contraction when a coagulation area occurs in the skin.
  • the skin landmark is a reference point that enables tracking the change in position of the skin treatment target area before and after the treatment in images taken before and after the skin treatment using the energy based medical device.
  • point includes points or lines marked with pigment, sweat glands, hair glands, sebaceous glands, pigmented lesions, moles, skin tumors, blood vessels, and wrinkle lines on the skin surface.
  • Figure 3 there is a reticular dermal layer filled with collagen bundles in the deep layer of the skin surface.
  • the reticular dermal layer is composed of spiral collagen bundles, and these collagen bundles are arranged in a direction parallel to the skin surface, each When the bundle is heat-coagulated, the helical structure unravels and becomes tangled, making it shorter.
  • the reticular dermal layer When energy is applied to a point in the reticular dermal layer to form a coagulation spot, the reticular dermal layer within the range where coagulation occurred around that point contracts in the direction toward the coagulation point in a plane parallel to the skin surface. And the area of contraction caused by one coagulation point varies depending on several factors, such as the patient receiving the procedure, the area, the output of the device, depth, and angle.
  • Figure 4 is a schematic diagram of the skin contraction area caused by the coagulation range of the reticular dermal layer of the skin when energy is irradiated to the skin using an energy-based medical device.
  • Figures 5 and 6 illustrate that when attempting to reduce the area of the skin by generating multiple coagulation points, safety and area reduction efficiency may vary depending on the distance between adjacent coagulation points.
  • Figure 7 shows a process in which the preprocessor 100 calculates location data according to an embodiment of the present invention.
  • the pre-processing unit 100 calculates and stores location data (A) of landmarks on the skin surface before the skin treatment from the image taken before the skin treatment, and stores the location data (A) of the landmarks on the skin surface before the skin treatment.
  • location data (B) of the landmarks after the skin treatment on the skin surface are calculated and stored. .
  • the positional data (A) of the landmarks before the skin treatment on the skin surface is expressed as A[(i, j)ij]
  • the positional data (B) of the landmarks after the skin treatment on the skin surface are expressed as B[ It is expressed as (i', j')ij].
  • the position data (B) of the landmarks after the skin treatment on the skin surface is the coordinates (i', j') of the point where each element [(i, j)ij] of the (A) arrives after the contraction as an element. It can be expressed as a matrix [(i', j')ij].
  • Figure 8 shows the displacement calculation unit 200 calculating displacement data (D) according to an embodiment of the present invention.
  • the displacement calculation unit 200 converts the location data of the skin landmark derived from the pre-processing unit into a vector ( It is expressed as displacement data (D) expressed in ij).
  • Figure 9 is a configuration diagram of the boundary derivation unit 300 according to an embodiment of the present invention.
  • the boundary derivation unit 300 includes a graph derivation unit 300a and a boundary calculation unit 300b.
  • the graph deriving unit 300a based on the landmark position data (A) before the procedure, the position data of the center of contraction (O), and the displacement data (D), each landmark on a straight line passing through the center of contraction (O) A graph of the displacement after the procedure is derived relative to the distance from the center of contraction (O) before the procedure.
  • the boundary calculation unit 300b calculates the distance (R) from the shrinkage center (O) to the boundary of the shrinkage area based on the graph analysis result data derived from the graph derivation portion (300a).
  • Figure 10 shows the process by which the graph deriving unit 300a calculates the position of the center of contraction (O) according to an embodiment of the present invention.
  • the graph generating unit (300a) calculates the center of contraction (O) based on the position data (A) and the displacement data (D) before the procedure. Location data can be calculated. That is, to explain in more detail, the graph generating unit 300a determines the location of the center of contraction (O) corresponding to the location of the focus where the energy-based medical device applied energy based on (D), which is the landmark displacement data.
  • the position data of the center of contraction (O) is the location of the point where the landmark points on the skin surface were commonly oriented during skin coagulation following the procedure, and each element (i, j) of (A)
  • the points corresponding to ij are elements of (D), which is the landmark displacement data.
  • Figure 11 is a graph of the graph deriving unit 300a according to an embodiment of the present invention.
  • the graph generating unit 300a inputs the position data and displacement data and calculates the desired angle (O) for the center of contraction (O) in the image taken before the procedure. It is possible to derive a graph of the distance (displacement) each point moves toward the center of contraction (O) for each point on the straight line passing through ).
  • the values corresponding to the i and j axes in the three-dimensional orthogonal coordinate system to which the k axis is added in the i-axis-j axis orthogonal coordinate system are the elements of (A) [(i, j) ij] as the i and j values, and the value corresponding to the k-axis is the size of the vector element of (D) corresponding to the element [(i, j)] of (A).
  • the location of the solidification center (O) is not given, and a method for calculating the displacement distribution graph for all straight lines passing through the unknown solidification center (O) is explained. However, the location of the solidification center (O) is not given. If you know in advance or only want to obtain a displacement graph on one straight line, the corresponding step in the graph derivation process can be omitted.
  • the boundary calculation unit 300b calculates the size and shape of the contracted area.
  • Figure 12 is a process in which the boundary calculation unit 300b calculates the size and shape of the contraction area of the solidification center according to an embodiment of the present invention.
  • the graph drawing unit 300a determines the desired angle (O) for the center of contraction (O) in the image taken before the procedure.
  • the graph of the distance (displacement) each point moves toward the center of contraction (O) for each point on the straight line passing through ) is a distribution curve D(i) (lognormal distribution, chi-square distribution, F distribution) with positive numbers as elements. etc. and other distribution curves with positive numbers as elements).
  • the boundary calculation unit 300b calculates the distance (i) from the shrinkage center (O) to the element of the pre-procedure position data (A) derived from the pre-processing unit 100, post-procedural position data corresponding to the element ( The i coordinate at the point where the slope B'(i) of the tangent line on the curve B(i), which regresses the graph of the distance (i') to the element of B), is 1, contracts from the shrinkage center (O) in the same direction.
  • the size and shape of the contracted area can be derived based on the fact that it is close to the distance to the boundary (R) of the area.
  • the boundary calculation unit 300b determines the mode of the distribution, that is, the slope of the tangent line, when the cross section of the displacement graph derived from the graph derivation unit 300a regresses to a distribution curve with positive numbers as elements.
  • the displacement calculation unit 200 calculates displacement D(i), which is a change in position data for each coagulation point of the skin, based on the position data acquired by the preprocessor 100.
  • the position of the center of contraction (O) is already known or the displacement calculation unit 200 calculates and obtains it as described in the embodiment of the graph derivation unit 300a, and then the graph derivation unit 300a derives a graph using this value. do.
  • the highest point in the regressed displacement distribution curve D(i) corresponds to the mode, and the slope of the tangent line D'(i) at this point is 0.
  • the skin surface displacement-based device parameter calculation system described above the following effects are achieved.
  • Fourth, the pattern of skin contraction, which varies depending on the patient receiving the procedure and the area, and the type and output of the device, can be quantitatively expressed each time the system is applied.
  • Fifth, during the above procedure, the data necessary to derive the optimal next treatment location or treatment output can be generated based on mathematical calculations rather than the operator's intuition.
  • the skin surface displacement-based device parameter calculation system can be installed in various energy-based medical devices such as fractional fine needle high frequency, fractional laser, and high-intensity focused ultrasound, and cosmetic effects can be achieved through automatic calculation and calculated values of skin plane contraction. It can be maximized. Therefore, the skin surface displacement-based device parameter calculation system can be applied to the skin care, care, and medical industries.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

본 발명은 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피부의 진피 응고점(dermal coagulation spot) 생성 영역의 촬영 전후 이미지로부터 피부 진피 응고점 주변 변위 데이터를 도출함에 따른, 변위의 분포도 및 실제로 수축한 진피 영역의 크기를 산출하는 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템에 관한 것으로, 에너지 기반 의료기기(energy based medical device)를 통한 피부 시술의 전과 후 촬영 이미지를 입력으로 하여, 피부 시술의 전과 후 촬영 이미지에서 피부의 랜드마크를 위치데이터로 전처리하는 전처리부; 전처리부에서 도출된 피부의 랜드마크 위치데이터로부터 랜드마크 변위데이터를 도출하고, 랜드마크 변위데이터를 기반으로 수축중심(O)의 위치데이터를 도출하는 변위연산부; 피부의 시술 수축중심(O)에서 수축영역의 경계를 도출하는 경계도출부;를 포함한다.

Description

피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템
본 발명은 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피부에 응고점(coagulation spot) 생성 전과 후를 촬영한 이미지로부터 응고점 주변 변위 데이터를 도출하여 응고점이 유발한 수축 영역의 크기 및 모양을 산출하는 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템에 관한 것이다.
피부처짐으로 피부과를 찾아 리프팅 시술과 같은 피부 시술 관련 소비자들이 지속 증가하고 있다. 해당 피부 시술이 성형외과 수술과 비교해 비교적 회복 기간이 짧고, 효과적으로 얼굴 주름 리프팅(즉, 피부 면적 수축)을 효과적으로 가능하게 한다는 이유 에서다.
여기서, 피부 면적 수축용 에너지 기반 의료기기 (energy based medical device)는 피부에 목표 지점을 중심으로 응고영역을 형성한다. 좀 더 상세하게 설명하자면, 망상 진피는 나선형의 콜라겐 다발로 구성되어 있으며, 이 콜라겐 다발은 피부 표면과 평행한 방향으로 배열되어 있고, 각각의 다발은 열 응고될 시 나선 구조가 풀리고 엉키면서 더 짧아진다. 망상진피층의 한 점에 에너지를 가하여 응고점(coagulation spot)을 형성할 경우, 그 점을 중심으로 응고 현상이 일어나는 범위 내의 망상 진피층은 피부 표면과 평행한 평면 내에서 해당 응고점을 향한 방향으로 수축하여 수축 영역을 형성한다. 이러한 응고점을 여러 개 형성할 경우 그 응고점들을 포함한 영역의 즉시적 면적 감소가 기대되기에 에너지 기반 의료기기 (energy based medical device)는 이러한 원리를 이용하여 피부를 평면 수축시켜 미용적 효과를 이끌어내고 있다.
그런데, 실제 환자에게 시술을 해보면 효과가 일정하지 않다는 한계점이 존재한다. 즉, 다중 진피 응고점 유발을 통한 피부의 평면 수축의 효율성은 현실적으로는 일관적이지 않다. 응고 범위끼리 접하지 아니하고 떨어져 있으면, 그 사이의 응고되지 않은 피부가 늘어나 (보상적 팽창) 전체적인 면적 감소 효과가 떨어진다. 반대로, 응고 영역 간의 중첩이 일어나게 되면 온도가 지나치게 올라가 (예: 섭씨 약 80도 이상) 콜라겐 분자 내부 공유결합이 분해되어 용해되어버릴 위험성이 있다. 또한 인접한 응고범위끼리 접하도록 하고자 하여도, 하나의 응고점이 유발하는 수축영역은 시술을 받는 환자, 부위, 기기의 출력, 깊이, 각도 등 여러 인자에 따라 달라지며, 하나의 응고점이 유발하는 수축영역의 크기 및 모양을 현재까지는 즉시적으로 식별할 수 있는 방법이 없다.
따라서 이론적으로는 에너지 기반 기기를 이용해 피부의 면적 감소 효과를 최적화하기 위해서는 하나의 응고점이 발생시킨 수축영역의 크기 및 모양을 알아낼 수 있는 기술이 필요하다. 즉, 상기 기술로 알아낸 각 응고점이 발생시킨 수축영역의 크기 및 모양에 대한 정보를 통하여 인접 응고점을 발생시킬 위치 또는 그 출력을 조절할 수 있어야 할 것이다. 그러나, 현재로서는 이러한 시술에서 각 응고점이 발생시킨 수축영역의 크기 및 모양에 대한 가늠 및 응고점 간의 거리 및 기기의 출력 조절에 대한 판단을 시술자의 직관에 의존하고 있기 때문에 시술의 효율성, 재현성, 안전성 등의 측면에서 한계가 있다.
이에 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명은 피부의 응고점 형성 전후의 피부 표면 정보를 입력으로 하여, 응고점이 발생시킨 수축영역의 크기를 연산하는 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템은 에너지 기반 의료기기(energy based medical device)를 통한 피부 시술의 전과 후 촬영 이미지를 입력으로 하여, 상기 피부 시술의 전과 후 촬영 이미지에서 피부의 랜드마크를 위치데이터로 전처리하는 전처리부; 상기 전처리부에서 도출된 피부의 랜드마크 위치데이터로부터 랜드마크 변위데이터를 도출하고, 상기 랜드마크 변위데이터를 기반으로 수축중심(O)의 위치데이터를 도출하는 변위연산부; 상기 피부의 시술 수축중심(O)에서 수축영역의 경계를 도출하는 경계도출부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 에너지 기반 의료기기(energy based medical device)는 피부의 한 초점에 에너지를 가하여 국소적인 온도 상승을 유발하여 상기 피부의 한 초점을 기준으로 수축영역을 발생시키며, 고주파, 레이저, 고강도 집속 초음파 기기(HIFU, High-intensity focused ultrasound);를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 피부의 랜드마크는 상기 에너지 기반 의료기기(energy based medical device)를 통한 피부 시술의 전과 후 촬영 이미지에서, 피부 시술 표적 부위의 시술 전과 후의 위치 변화를 추적 가능하게 하는 기준점(point)으로, 색소로 표시한 점 또는 선, 피부 표면의 땀샘, 털샘, 피지샘, 색소성 병변, 점, 피부 종양, 혈관, 주름선;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 전처리부는 상기 피부 시술 전 촬영 이미지에서, 피부 표면 상의 피부의 시술 전 랜드마크들의 위치 데이터(A);를 산출하여 저장하며, 피부 시술에 의해 상기 피부 표면 상의 피부의 시술 전 랜드마크들 위치가 수축중심(O)으로 이동하는 것에 따른, 상기 피부 시술 후의 촬영 이미지에서, 상기 피부 표면 상의 피부의 시술 후 랜드마크들의 위치 데이터(B);를 산출하여 저장하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 전처리부는 상기 피부 표면 상의 피부의 시술 전 랜드마크들의 위치 데이터(A)를 A[(i, j)ij]로 나타내며, 상기 피부 표면 상의 피부의 시술 후 랜드마크들의 위치 데이터(B)를 B[(i', j')ij]로 나타내는 것을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 변위연산부는 상기 전처리부에서 도출한 상기 피부의 랜드마크의 위치데이터가, 피부의 시술 전 위치데이터에서 시술 후 위치데이터로 이동한 결과를 반영하는 변위 벡터를 상기 랜드마크 변위데이터 (D)로 산출하며, 상기 (D)는 [(i' - i, j' - j)ij] 로 나타내는 것을 특징으로 할 수 있다.
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000001
상기 경계도출부는 상기 랜드마크 변위데이터를 기반으로 상기 에너지 기반 의료기기가 에너지를 가한 초점의 위치에 해당하는 수축중심(O)을 지나는
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000002
의 각도로 지나는 직선 상의 위치 별로 각 지점들이 상기 수축중심(O)을 향해 이동한 변위의 그래프를 도출하는 그래프도출부; 상기 그래프도출부에서 도출된 그래프 분석 결과데이터를 기반으로, 수축중심(O)에서 수축영역 경계까지의 거리(R)를 산출하는 경계연산부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 그래프도출부는 상기 랜드마크 변위데이터인 (D)를 기반으로 상기 에너지 기반 의료기기가 에너지를 가한 초점의 위치에 해당하는 수축중심(O)의 위치데이터를 설정하며, 상기 수축중심(O)의 위치데이터는, 시술의 따른 피부 응고 시, 피부 표면 상의 랜드마크 지점들이 공통적으로 향했던 점의 위치이며, 상기 (A)의 각 원소(i, j)ij에 해당되는 점들이 상기 랜드마크 변위데이터인 (D)의 원소
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000003
ij벡터의 방향으로 지나는 직선들의 교차점의 위치를 (io, jo)로 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 그래프도출부는상기 피부의 시술 수축중심(O)을 원하는 각도(
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000004
)로 지나는 직선상의 각 랜드마크들의 시술 전 수축중심(O)으로부터의 거리에 대한 시술 후 변위 그래프를 도출하며, 상기 피부의 시술 수축중심(O) (io, jo, 0)를 기준으로, i축으로 -io, j축으로 -jo만큼 평행 이동하며, k축 상에서 상기 피부의 시술 수축중심(O)을 지나는 각도(
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000005
)로 회전하여, ik평면(j = 0)에서 i에 대한 k의 그래프를 도출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 경계연산부는 상기 피부의 시술 수축중심(O)을 지나는 수평선(
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000006
= 0) 상의 위치 별로 각 지점들이 상기 피부의 시술 수축중심(O)을 향해 이동한 거리의 회귀 곡선 그래프를 도출하며, 상기 회귀 곡선 상에서 수축중심(O)로부터 접선의 기울기가 0가 되는 지점까지의 거리와 근사함을 기반으로, 시술 전 촬영 이미지에서 수축중심(O)부터 수축영역의 경계(R)까지의 거리를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템에 따르면,
첫째, 에너지 기반 의료기기를 이용해 피부의 한 초점을 시술 시 수축하는 피부 표면의 각 지점의 변위를 도출할 수 있다.
둘째, 상기 시술 전 후에 촬영한 사진을 기반으로 상기 시술이 발생시킨 수축 중심의 위치를 도출할 수 있다.
셋째, 상기 도출된 데이터를 바탕으로 상기 시술에 의한 피부 수축의 양상을 양적으로 표현할 수 있다.
넷째, 상기 시술을 받는 환자와 그 부위에 따라, 그리고 기기의 종류와 출력에 따라 달라지는 피부 수축의 양상을 상기 시스템을 적용할 때마다 양적으로 표현할 수 있다.
다섯째, 상기 시술 시 최적의 다음 번 시술 위치 또는 시술 출력을 시술자의 직관이 아닌 수학적 계산을 기반으로 도출하는데 필요한 데이터를 생성할 수 있다.
여섯째, 한 시술 대상에서 여러 부위 피부의 수축 양상에 대한 분포 정보를 조합하여 피부 각 지점의 위치 조작을 통해 원하는 외형으로의 변화를 구현하기 위한 여러 시술점의 2차원적 배열 및 순서를 연산 및 제안할 수 있다.
도 1은 본 발명의 구성도.
도 2와 도 3은 피부의 랜드마크 모식도 및 피부의 콜라겐 나선형 구조도와 피부에 응고 영역 발생 시 수축하는 모습의 예시도.
도 4는 에너지 기반 의료기기를 사용해 피부에 에너지를 조사할 때 피부의 망상 진피층의 응고 범위에 의해 발생하는 피부 수축영역의 모식도.
도 5와 도6은 응고점을 여러 개 발생시킴으로써 피부의 면적감소를 도모할 때에 인접한 응고점 간의 거리에 따라 안전성 및 면적 감소 효율성이 달라질 수 있음을 설명도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전처리부(100)가 위치데이터를 연산 과정 모식도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 변위연산부(200)가 변위데이터(D)를 연산 과정 모식도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 경계도출부(300)의 구성도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래프도출부(300a)가 수축중심(O)의 위치를 연산하는 과정도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래프도출부(300a)의 그래프.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 경계연산부(300b)가 상기 수축영역의 크기 및 모양을 연산하는 과정도.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 수축중심을 지나는 직선의 각도가 0 (
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000007
= 0) 인 경우의 연산 과정도.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명은 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피부에 응고점(coagulation spot) 생성 전과 후를 촬영한 이미지로부터 응고점 주변 변위 데이터를 도출함에 따른, 상기 응고점이 유발한 응고 범위의 크기 및 모양을 산출하는 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템에 관한 것이다. 따라서, 본 발명은 응고점 발생 전후의 피부 표면 정보를 통해 응고범위의 크기 및 모양을 산출함으로써 에너지 기반 의료기기를 이용한 미용 목적 시술 시 인접 응고점 간의 거리, 기기의 출력 등의 시술 인자를 최적화하는데 도움을 주고자 한다.
도 1은 본 발명의 구성도이다.
도 1을 참고하면, 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템은 전처리부(100) 및 변위연산부(200) 및 경계도출부(300)를 포함한다. 전처리부(100)는 에너지 기반 의료기기(energy based medical device)를 통한 피부 시술의 전과 후 촬영 이미지를 입력으로 하여, 상기 피부 시술의 전과 후 촬영 이미지에서 피부의 랜드마크를 위치데이터로 전처리한다. 변위연산부(200)는 전처리부(100)에서 도출된 피부의 랜드마크 위치데이터로부터 랜드마크 변위데이터를 도출하고, 상기 랜드마크 변위데이터를 기반으로 수축중심(O)의 위치데이터를 도출하며, 경계도출부(300)은 상기 피부의 시술 수축중심(O)에서 수축영역의 경계를 도출한다.
즉, 좀 더 상세하게 설명하자면, 전처리부(100)는 상기 에너지 기반 의료기기(energy based medical device)가 피부의 한 초점에 에너지를 가하여 응고점을 발생시키기는 시술의 전과 후를 촬영한 이미지를 입력으로 하여, 상기 응고점이 발생하기 전과 후의 피부 랜드마크 위치데이터를 연산(전처리)한다. 이후, 변위연산부(200)에서 시술 전과 후의 상기 랜드마크 위치데이터 변화를 기반으로 상기 피부 랜드마크의 변위데이터를 연산하고, 상기 랜드마크 위치데이터 및 상기 변위데이터로부터 수축중심(O) 위치데이터를 연산하여 도출한다. 마지막으로 경계연산부(300)는 상기 위치데이터, 상기 변위데이터 및 상기 수축중심(O)의 위치데이터를 기반으로 수축중심(O)에서 수축영역 경계까지의 거리(R)를 연산한다. 여기서, 상기 에너지 기반 의료기기(energy based medical device)는 피부의 한 초점에 에너지를 가하여 국소적인 온도 상승을 유발하여 상기 피부의 한 초점을 기준으로 수축영역을 발생시키며, 물리적 에너지를 신체 조직에 전달하여 조직의 변화를 유발하는 의료기기를 그 예로 하는 것으로, 고주파, 레이저, 고강도 집속 초음파 기기(HIFU, High-intensity focused ultrasound);를 포함한다.
도 2와 도 3은 피부의 랜드마크 모식도 및 피부의 콜라겐 나선형 구조도와 피부에 응고 영역 발생 시 수축하는 모습의 예이다.
도 2를 참고하면, 상기 피부의 랜드마크는 상기 에너지 기반 의료기기(energy based medical device)를 통한 피부 시술의 전과 후 촬영 이미지에서, 피부 시술 표적 부위의 시술 전과 후의 위치 변화를 추적 가능하게 하는 기준점(point)으로, 색소로 표시한 점 또는 선, 피부 표면의 땀샘, 털샘, 피지샘, 색소성 병변, 점, 피부 종양, 혈관, 주름선;을 포함한다. 도 3을 참고하면, 피부 표면의 심층에 콜라겐 다발로 채워진 망상 진피층이 존재하는데, 망상 진피층은 나선형의 콜라겐 다발로 구성되어 있으며, 이 콜라겐 다발은 피부 표면과 평행한 방향으로 배열되어 있고, 각각의 다발은 열 응고될 시 나선 구조가 풀리고 엉키면서 더 짧아진다. 망상 진피층의 한 점에 에너지를 가하여 응고점(coagulation spot)을 형성할 경우, 그 점을 중심으로 응고가 발생한 범위 내의 망상 진피층은 피부 표면과 평행한 평면 내에서 해당 응고점을 향한 방향으로 수축한다. 그리고 하나의 응고점이 유발하는 수축영역은 시술을 받는 환자, 부위, 기기의 출력, 깊이, 각도 등 여러 인자에 따라 달라진다.
도 4는 에너지 기반 의료기기를 사용해 피부에 에너지를 조사할 때 피부의 망상 진피층의 응고 범위에 의해 발생하는 피부 수축영역의 모식도이다.
도 4를 참고하면, 상기 에너지 기반 의료기기에 의해 에너지가 망상진피의 한 초점에 가해져 응고점을 형성할 경우, 수축중심(O) 기준으로 각도(
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000008
)에 따라 달라질 수 있는 거리(R) 내에서 수축영역이 형성된다. 수축영역 내에서는 피부 표면상의 각 지점이 수축중심(O)을 향하여 이동하며, 상기 지점들의 밀도가 높아져 인접한 지점들 간의 거리가 가까워진다. 그리고 수축영역이 발생함에 따라 수축중심(O)으로부터 수축영역 경계까지의 거리(R)는 짧아진다 (R' < R). 반대로 상기 거리(R) 밖의 각 지점, 즉 수축영역 외의 지점에서는 상기 수축영역 내에서 발생한 수축에 의해 수축중심(O)을 향한 방향으로 장력이 증가함에 따라 피부 표면 상의 각 지점들의 밀도가 낮아지는 보상적 팽창영역이 발생한다.
도 5와 도6은 응고점을 여러 개 발생시킴으로써 피부의 면적감소를 도모할 때에 인접한 응고점 간의 거리에 따라 안전성 및 면적 감소 효율성이 달라질 수 있음을 설명한 것이다.
도 5와 도 6을 참고하면, 하나의 응고 범위끼리 접하지 아니하고 떨어져 있으면, 그 사이의 응고되지 않은 피부가 늘어나 (보상적 팽창) 전체적인 면적 감소 효과가 떨어진다. 반대로, 응고 영역 간의 중첩이 일어나게 되면 온도가 지나치게 올라가 (예: 섭씨 약 80도 이상) 콜라겐 분자 내부 공유결합이 분해되어 용해되어버릴 위험성이 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전처리부(100)가 위치데이터를 연산하는 과정이다.
도 7을 참고하면, 전처리부(100)는 상기 피부 시술 전 촬영 이미지에서, 피부 표면 상의 피부의 시술 전 랜드마크들의 위치 데이터(A);를 산출하여 저장하며, 피부 시술에 의해 상기 피부 표면 상의 피부의 시술 전 랜드마크들 위치가 수축중심(O)으로 이동하는 것에 따른, 상기 피부 시술 후의 촬영 이미지에서, 상기 피부 표면 상의 피부의 시술 후 랜드마크들의 위치 데이터(B);를 산출하여 저장한다.
이후, 상기 피부 표면 상의 피부의 시술 전 랜드마크들의 위치 데이터(A)를 A[(i, j)ij]로 나타내며, 상기 피부 표면 상의 피부의 시술 후 랜드마크들의 위치 데이터(B)를 B[(i', j')ij]로 나타낸다. 즉, 좀 더 상세하게 설명하자면, 본 발명의 하나의 실시예로써, 상기 피부 표면 상의 피부의 시술 전 랜드마크들의 위치 데이터(A)와 상기 피부 표면 상의 피부의 시술 후 랜드마크들의 위치 데이터(B)로 각각 산출하기 위해서, 상기 피부 시술 전 및 시술 후 촬영 이미지 상의 픽셀 좌표를 원점이 이미지의 좌측 상단 꼭지점이며 수직선을 따라 내려가는 방향의 i축과 수평선을 따라 우측으로 향하는 j축으로 구성된 2차원 직교좌표계로 표현하고, 상기 이미지데이터 상의 각 픽셀의 좌표(i, j)를 i행 j열의 원소로 하는 행렬 A 로 나타내며,
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000009
상기 피부 표면 상의 피부의 시술 후 랜드마크들의 위치 데이터(B)는 상기(A)의 각 원소[(i, j)ij]가 상기 수축 후 도착한 지점의 좌표(i', j')를 원소로 하는 행렬[(i', j')ij]로 나타낼 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 변위연산부(200)가 변위데이터(D)를 연산하는 모습이다.
도 8을 참고하면, 변위연산부(200)는 상기 전처리부에서 도출한 상기 피부의 랜드마크의 위치데이터가, 피부의 시술 전 위치데이터(A)에서 시술 후 위치데이터로 이동한 결과를 벡터 (
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000010
ij)로 표현한 변위데이터(D)로 나타낸다. 여기서 상기 변위데이터(D)의 예로써, D = [(i' - i, j' - j)ij] = [
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000011
ij]
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000012
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 경계도출부(300)의 구성도이다.
도 9를 참고하면, 경계도출부(300)은 그래프도출부(300a) 및 경계연산부(300b)를 포함한다. 그래프도출부(300a)의 경우, 상기 시술 전 랜드마크 위치데이터 (A), 수축중심(O)의 위치데이터, 변위데이터 (D)를 기반으로, 수축중심(O)를 지나는 직선상의 각 랜드마크들의 시술 전 수축중심(O)으로부터의 거리에 대한 시술 후 변위 그래프를 도출한다. 경계연산부(300b)는 그래프도출부(300a)에서 도출된 그래프 분석 결과데이터를 기반으로, 수축중심(O)에서 수축영역 경계까지의 거리(R)를 산출한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래프도출부(300a)가 수축중심(O)의 위치를 연산하는 과정이다.
도 10을 참고하면, 그래프도출부(300a)는 상기 수축중심(O)의 위치를 모를 경우에도 상기 시술 전 위치데이터(A)와 상기 변위데이터(D)를 기반으로 상기 수축중심(O)의 위치데이터를 산출할 수 있다. 즉, 좀 더 상세하게 설명하면, 그래프도출부(300a)는 상기 랜드마크 변위데이터인 (D)를 기반으로 상기 에너지 기반 의료기기가 에너지를 가한 초점의 위치에 해당하는 수축중심(O)의 위치데이터를 설정하며, 상기 수축중심(O)의 위치데이터는, 시술의 따른 피부 응고 시, 피부 표면 상의 랜드마크 지점들이 공통적으로 향했던 점의 위치이며, 상기 (A)의 각 원소(i, j)ij에 해당되는 점들이 상기 랜드마크 변위데이터인 (D)의 원소
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000013
ij벡터의 방향으로 지나는 직선들의 교차점의 위치를 (io, jo)로 설정한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래프도출부(300a)의 그래프이다.
도 11을 참고하면, 그래프도출부(300a)는 상기 위치데이터와 변위데이터를 입력으로 하여, 상기 시술 전 촬영 이미지에서 수축중심(O)을 원하는 각도(
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000014
)로 지나는 직선 상의 각 지점에 대한 각 지점들이 수축중심(O)을 향해 이동한 거리(변위)의 그래프를 도출할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 있어서, 그래프도출부(300a)는 상기 피부의 시술 수축중심(O)을 원하는 각도(
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000015
)로 지나는 직선상의 각 랜드마크들의 시술 전 수축중심(O)으로부터의 거리에 대한 시술 후 변위 그래프를 도출하며, 상기 피부의 시술 수축중심(O) (io, jo, 0)를 기준으로, i축으로 -io, j축으로 -jo만큼 평행 이동하며, k축 상에서 상기 피부의 시술 수축중심(O)을 지나는 각도(
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000016
)로 회전하여, ik평면(j = 0)에서 i에 대한 k의 그래프를 도출한다. 즉, 좀 더 상세하게 설명하자면, 상기 i축-j축 직교 좌표계에서 k축이 추가된 3차원 직교 좌표계에서 i축과 j축에 해당하는 값을 상기 (A)의 원소 [(i, j)ij] 의 i 및 j값으로 하며, k축에 해당하는 값을 상기 (A)의 원소 [(i, j)]에 대응하는 (D)의 벡터 원소의 크기
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000017
로 하는 점[i, j,
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000018
]들의 집합을 그래프로 나타낼 수 있으며, 이를 i축으로 -io, j축으로 -jo만큼 이동시켜 그 대칭 중심을 k축 상에 위치시킨 후, k축을 중심으로 상기 각도(
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000019
)만큼 회전시킨 후 ik평면(j = 0)에서 i에 대한 k의 그래프로 표현할 수 있다. 상기 그래프 도출과정은 응고중심(O)의 위치가 주어져 있지 않으며, 미지의 응고중심(O)을 지나는 모든 직선에 대한 변위 분포 그래프를 산출할 수 있는 방법을 설명하였으나, 응고중심(O)의 위치를 미리 알고 있거나, 한 직선 상에서의 변위 그래프만 구하고자 한다면 상기 그래프 도출과정 중 해당되는 단계는 생략될 수 있다. 이후, 경계연산부(300b)는 상기 수축영역의 크기 및 모양을 연산한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 경계연산부(300b)가 응고중심 수축영역의 크기 및 모양을 연산하는 과정이다.
도 12를 참고하면, 경계연산부(300b)는 상기 피부의 시술 수축중심(O)을 지나는 수평선(
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000020
= 0) 상의 위치 별로 각 지점들이 상기 피부의 시술 수축중심(O)을 향해 이동한 거리의 회귀 곡선 그래프를 도출하며, 상기 회귀 곡선 상에서 수축중심(O)로부터 접선의 기울기가 0가 되는 지점까지의 거리와 근사함을 기반으로, 시술 전 촬영 이미지에서 수축중심(O)부터 수축영역의 경계(R)까지의 거리를 산출한다. 따라서 실제 관측 상에서 얻어지는 불연속적인 값들로 구성된 산포도에 대한 회귀곡선을 도출할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예로써, 그래프도출부(300a)는 구한 상기 시술 전 촬영 이미지에서 수축중심(O)을 원하는 각도(
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000021
)로 지나는 직선 상의 각 지점에 대한 각 지점들이 수축중심(O)을 향해 이동한 거리(변위)의 그래프는 양수를 원소로 하는 분포 곡선 D(i) (로그정규분포또는 카이제곱 분포, F 분포 등 그 외 양수를 원소로 하는 분포 곡선)에 회귀된다. 이에 따라 수축중심(O)에서부터 상기 전처리부(100)에서 도출된 시술 전 위치데이터(A)의 원소 까지의 거리(i)에 대한 상기 원소에 대응되는 시술 후 위치데이터(B)의 원소까지의 거리(i')의 그래프를 B(i) = i - D(i)로 나타낼 수 있다. 이에 따라 경계연산부(300b)는 수축중심(O)에서부터 상기 전처리부(100)에서 도출된 시술 전 위치데이터(A)의 원소 까지의 거리(i)에 대한 상기 원소에 대응되는 시술 후 위치데이터(B)의 원소까지의 거리(i')의 그래프를 회귀한 곡선 B(i)에서 접선의 기울기 B'(i)가 1인 지점에서의 i좌표가 같은 방향에서 상기 수축중심(O)부터 수축영역의 경계(R)까지의 거리에 근사하다는 사실을 기반으로 상기 수축영역의 크기 및 모양을 도출할 수 있다.
또한, 본 발명의 하나의 실시예로써 경계연산부(300b)는 그래프도출부(300a)에서 도출된 변위 그래프의 단면이 양수를 원소로 하는 분포 곡선에 회귀되면, 상기 분포 상의 최빈값, 즉 접선의 기울기가 0인 최고점에서의 i 좌표가 수축중심(O)을 해당 단면에 해당되는 각도로 지나는 직선 상에서 수축중심(O)부터 수축영역의 경계(R)까지의 거리와 근사함에 따라 상기 수축영역의 크기 및 모양을 산출할 수 있다. 상기 수축중심(O)부터 수축영역의 경계(R)까지의 거리는 수축중심(O)을 지나는 직선의 방향에 따라 달라질 수 있으므로 그래프도출부(300a)에서 도출한 3차원 그래프를 수축중심(O)을 기준으로 원하는 각도만큼 회전시켜 경계연산부(300b)로 하여금 수축중심(O)을 기준으로 모든 방향에서 수축영역의 경계(R)까지의 거리를 산출할 수 있으며, 이는 상기 수축영역의 크기 및 모양을 구하는 것과 같다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 수축중심을 지나는 직선의 각도가 0 (
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000022
= 0) 인 경우의 연산과정이다.
도 13을 참고하면, 전처리부(100)에서 전처리된 랜드마크 위치데이터를 기반으로, 시술 전 위치데이터(A)와 시술 후 위치데이터(B)를 구할 수 있다. 이후, 변위연산부(200)는 전처리부(100)에서 획득한 위치 데이터를 기반으로 피부의 응고 지점별 위치 데이터의 변화인 변위 D(i)를 연산한다. 수축중심(O)의 위치를 이미 알고 있거나 혹은 그래프도출부(300a)의 실시예에서 설명한 바와 같이 변위연산부(200)가 연산하여 구한 후, 이 값을 통해 그래프도출부(300a)에서 그래프를 도출한다. 경계연산부(300b)에서 수축영역의 크기 및 모양을 연산하기 위하여 가상 좌표계 원점으로 이동한 그래프의 단면은 로그정규분포에 0.6 이상의 회귀 계수 (R2 = 0.9562)로 회귀되며, 따라서 상기 산포도를 D(i) =
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000023
의 로그정규분포를 따르는 모집단과 다르지 않다고 판단할 수 있다. 회귀된 변위분포곡선 D(i)에서 최고점은 최빈값에 해당되며, 상기 지점에서 접선의 기울기 D'(i)가 0이다. 로그정규분포에서 최빈값
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000024
은 (e: 자연상수,
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000025
: 평균,
Figure PCTKR2022017758-appb-img-000026
:표준편차)이므로 확률밀도함수식으로 D'(i) = 0 을 만족하는 i값 및 i' 값을 구할 수 있다. 따라서, 경계도출부(300)을 통해 도출된 수축영역의 모양과 크기에 대한 정보를 시술자 또는 기기에 제공함으로써 도 5와 도 6의 그림에서 보여주는 최적의 상태, 즉 상기 수축영역의 경계끼리 접하도록 하는 상태를 구현할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템에 따르면 다음과 같은 효과가 있다. 첫째, 에너지 기반 의료기기를 이용해 피부의 한 초점을 시술 시 수축하는 피부 표면의 각 지점의 변위를 도출할 수 있다. 둘째, 상기 시술 전 후에 촬영한 사진을 기반으로 상기 시술이 발생시킨 수축 중심의 위치를 도출할 수 있다. 셋째, 상기 도출된 데이터를 바탕으로 상기 시술에 의한 피부 수축의 양상을 양적으로 표현할 수 있다. 넷째, 상기 시술을 받는 환자와 그 부위에 따라, 그리고 기기의 종류와 출력에 따라 달라지는 피부 수축의 양상을 상기 시스템을 적용할 때마다 양적으로 표현할 수 있다. 다섯째, 상기 시술 시 최적의 다음 번 시술 위치 또는 시술 출력을 시술자의 직관이 아닌 수학적 계산을 기반으로 도출하는데 필요한 데이터를 생성할 수 있다. 여섯째, 한 시술 대상에서 여러 부위 피부의 수축 양상에 대한 분포 정보를 조합하여 피부 각 지점의 위치 조작을 통해 원하는 외형으로의 변화를 구현하기 위한 여러 시술점의 2차원적 배열 및 순서를 연산 및 제안할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
프랙셔널 미세침 고주파, 프랙셔널 레이저, 고강도집속초음파 등 다양한 에너지 기반 의료기기에 상기 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템을 탑재할 수 있으며, 피부 평면 수축의 자동 연산과 연산값을 통해 미용적 효과를 극대화 시킬 수 있다. 따라서, 상기 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템은 피부미용, 관리 및 의료 산업군에 적용이 될 수 있다.

Claims (10)

  1. 에너지 기반 의료기기(energy based medical device)를 통한 피부 시술의 전과 후 촬영 이미지를 입력으로 하여,
    상기 피부 시술의 전과 후 촬영 이미지에서 피부의 랜드마크를 위치데이터로 전처리하는 전처리부;
    상기 전처리부에서 도출된 피부의 랜드마크 위치데이터로부터 랜드마크 변위데이터를 도출하고, 상기 랜드마크 변위데이터를 기반으로 수축중심(O)의 위치데이터를 도출하는 변위연산부;
    상기 피부의 시술 수축중심(O)에서 수축영역의 경계를 도출하는 경계도출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에너지 기반 의료기기(energy based medical device)는,
    피부의 한 초점에 에너지를 가하여 국소적인 온도 상승을 유발하여 상기 피부의 한 초점을 기준으로 수축영역을 발생시키며,
    고주파, 레이저, 고강도 집속 초음파 기기(HIFU, High-intensity focused ultrasound);를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 피부의 랜드마크는,
    상기 에너지 기반 의료기기(energy based medical device)를 통한 피부 시술의 전과 후 촬영 이미지에서,
    피부 시술 표적 부위의 시술 전과 후의 위치 변화를 추적 가능하게 하는 기준점(point)으로,
    색소로 표시한 점 또는 선, 피부 표면의 땀샘, 털샘, 피지샘, 색소성 병변, 점, 피부 종양, 혈관, 주름선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전처리부는,
    피부 시술 전 촬영 이미지에서, 피부 표면 상의 피부의 시술 전 랜드마크들의 위치 데이터(A);를 산출하여 저장하며,
    피부 시술에 의해 상기 피부 표면 상의 피부의 시술 전 랜드마크들 위치가 수축중심(O)으로 이동하는 것에 따른,
    피부 시술 후의 촬영 이미지에서, 상기 피부 표면 상의 피부의 시술 후 랜드마크들의 위치 데이터(B);를 산출하여 저장하는 것을 특징으로 하는 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전처리부는,
    상기 피부 표면 상의 피부의 시술 전 랜드마크들의 위치 데이터(A)를
    A[(i, j)ij]로 나타내며,
    상기 피부 표면 상의 피부의 시술 후 랜드마크들의 위치 데이터(B)를
    B[(i', j')ij]로 나타내는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 변위연산부는,
    상기 전처리부에서 도출한 상기 피부의 랜드마크의 위치데이터를 기반으로,
    피부의 시술 전 위치데이터에서 시술 후 위치데이터로 이동한 결과를 반영하는 변위 벡터를 상기 랜드마크 변위데이터인 (D)로 산출하며,
    상기 (D)는 [(i' - i, j' - j)ij]로 나타내는 것을 특징으로 하는 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템.
    Figure PCTKR2022017758-appb-img-000027
  7. 제1항에 있어서, 상기 경계도출부는,
    상기 랜드마크 변위데이터를 기반으로 상기 에너지 기반 의료기기가 에너지를 가한 초점의 위치에 해당하는 수축중심(O)을 지나는
    Figure PCTKR2022017758-appb-img-000028
    의 각도로 지나는 직선 상의 위치 별로 각 지점들이 상기 수축중심(O)을 향해 이동한 변위의 그래프를 도출하는 그래프도출부;
    상기 그래프도출부에서 도출된 그래프 분석 결과데이터를 기반으로,
    수축중심(O)에서 수축영역 경계까지의 거리(R)를 산출하는 경계연산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 그래프도출부는,
    상기 랜드마크 변위데이터인 (D)를 기반으로 상기 에너지 기반 의료기기가 에너지를 가한 초점의 위치에 해당하는 수축중심(O)의 위치데이터를 설정하며,
    상기 수축중심(O)의 위치데이터는,
    시술의 따른 피부 응고 시, 피부 표면 상의 랜드마크 지점들이 공통적으로 향했던 점의 위치이며,
    피부 표면 상의 피부의 시술 전 랜드마크들의 위치 데이터(A)의 각 원소(i, j)ij에 해당되는 점들이 상기 랜드마크 변위데이터인 (D)의 원소
    Figure PCTKR2022017758-appb-img-000029
    ij벡터의 방향으로 지나는 직선들의 교차점의 위치를 (io, jo)로 설정하는 것을 특징으로 하는 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템.
  9. 제7항에 있어서, 상기 그래프도출부는,
    상기 피부의 시술 수축중심(O) (io, jo, 0)를 기준으로,
    i축으로 -io, j축으로 -jo만큼 평행 이동하며,
    k축 상에서 상기 피부의 시술 수축중심(O)을 지나는 각도(
    Figure PCTKR2022017758-appb-img-000030
    )로 회전하여,
    ik평면(j = 0)에서 i에 대한 k의 그래프를 도출하는 것을 특징으로 하는 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템.
  10. 제7항에 있어서, 상기 경계연산부는,
    상기 피부의 시술 수축중심(O)을 지나는 수평선(
    Figure PCTKR2022017758-appb-img-000031
    = 0) 상의 위치 별로 각 지점들이 상기 피부의 시술 수축중심(O)을 향해 이동한 거리의 회귀 곡선 그래프를 도출하며,
    상기 회귀 곡선 상에서 수축중심(O)로부터 접선의 기울기가 0가 되는 지점까지의 거리와 근사함을 기반으로, 시술 전 촬영 이미지에서 수축중심(O)부터 수축영역의 경계(R)까지의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템.
PCT/KR2022/017758 2022-05-20 2022-11-11 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템 WO2023224191A1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20220062212 2022-05-20
KR10-2022-0062212 2022-05-20
KR1020220097349A KR20230162509A (ko) 2022-05-20 2022-08-04 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템
KR10-2022-0097349 2022-08-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023224191A1 true WO2023224191A1 (ko) 2023-11-23

Family

ID=88835433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/017758 WO2023224191A1 (ko) 2022-05-20 2022-11-11 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023224191A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130143434A (ko) * 2012-06-21 2013-12-31 삼성전자주식회사 고강도 집속 초음파의 초점을 결정하는 방법 및 장치
KR20180115377A (ko) * 2017-04-12 2018-10-23 고려대학교 산학협력단 복수의 의료 영상에서의 동일 병변 영역 추적 장치 및 방법
KR20180136475A (ko) * 2016-04-15 2018-12-24 뉴웨이브 메디컬, 인코포레이티드 에너지 전달용 시스템
US10390796B2 (en) * 2013-12-04 2019-08-27 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Motion correction in three-dimensional elasticity ultrasound imaging
KR102188612B1 (ko) * 2020-08-31 2020-12-09 한국콜마주식회사 피부 탄력 측정 장치 및 피부 탄력 측정 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130143434A (ko) * 2012-06-21 2013-12-31 삼성전자주식회사 고강도 집속 초음파의 초점을 결정하는 방법 및 장치
US10390796B2 (en) * 2013-12-04 2019-08-27 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Motion correction in three-dimensional elasticity ultrasound imaging
KR20180136475A (ko) * 2016-04-15 2018-12-24 뉴웨이브 메디컬, 인코포레이티드 에너지 전달용 시스템
KR20180115377A (ko) * 2017-04-12 2018-10-23 고려대학교 산학협력단 복수의 의료 영상에서의 동일 병변 영역 추적 장치 및 방법
KR102188612B1 (ko) * 2020-08-31 2020-12-09 한국콜마주식회사 피부 탄력 측정 장치 및 피부 탄력 측정 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102014359B1 (ko) 수술영상 기반 카메라 위치 제공 방법 및 장치
US5820559A (en) Computerized boundary estimation in medical images
US20030060810A1 (en) Method and apparatus for treating and/or removing an undesired presence on the skin of an individual
US20050148836A1 (en) Catheter device
CN110327016A (zh) 基于光学影像与光学治疗的智能型微创诊疗一体化系统
JP2000189441A (ja) 医療技術的装置
JP7337138B2 (ja) 対象の治療をサポートするシステム
WO2023224191A1 (ko) 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템
CN113679470A (zh) 一种用于颅脑穿刺手术的计算机辅助穿刺路径规划方法、装置及存储介质
WO2024029663A1 (ko) 피부 시술 가이딩 및 피드백 시스템
CN114022548A (zh) 一种内窥镜碰撞检测方法、装置、设备及存储介质
CN114452508A (zh) 导管运动控制方法、介入手术系统、电子设备和存储介质
CA2965954C (en) Systems for sensing position of imaging device
Mei et al. PROBOT—A computer integrated prostatectomy system
KR20230162509A (ko) 피부 표면 변위 기반 기기 인자 연산 시스템
CN114463557B (zh) 轮廓标记方法、装置、设备、存储介质及系统
US20240164765A1 (en) Systems and methods for estimating needle pose
CN115063607A (zh) 切割轮廓的确定方法、装置、设备、存储介质及程序产品
CN114224471A (zh) 一种电极针布针修正装置及方法、电子设备及存储介质
CN116807598A (zh) 一种消融引导方法、系统、装置及可读存储介质
Kahrs et al. Visual servoing of a laser ablation based cochleostomy
KR20070016073A (ko) 침습 시술의 시뮬레이션
CN114375438A (zh) 静脉血管肿瘤影像处理方法及相关产品
CN111743618A (zh) 一种基于双目光学的双极电凝镊定位装置以及方法
JP5283015B2 (ja) 測距装置及びそのプログラム、並びに測距システム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22942854

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1