KR20150105480A - 모발 이식을 계획하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

미용적인 프로시저, 예를 들면, 모발 이식 프로시저를 위한 치료 계획을 생성하는 시스템 및 방법이 제공된다. 치료 계획은 사용자가 2차원 평면 상에서 자유화(free-hand drawing)을 사용하여 제안된 모발 엘리먼트 상에서 입력하는 것을 허용하고, 제안된 모발 엘리먼트가 신체 표면의 3차원 모델 상에서 생성되고 디스플레이되도록 한다. 자연스럽게 보이는 모발을 위한 향상된 계획을 위해 다양한 기술과 방법이 제공된다.

Description

모발 이식을 계획하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR PLANNING HAIR TRANSPLANTATION}

본 발명은 치료 계획 시스템, 방법 및 이들의 사용 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 모발 이식 계획 시스템, 즉 신체 표면, 통상적으로는 두피 내에서 모낭 유닛의 채취 및/또는 이식을 위한 시스템, 및 이들의 사용 방법에 관한 것이다.

모발 이식 프로시저(procedures)가 알려져 있으며, 통상적으로는, 이는 환자 두피의 측면 및 후면 프린지 영역(fringe areas)("도너 영역(donor areas)")으로부터 도너 모발 이식편(donor hair grafts)을 채취하고, 채취된 모낭 유닛을 탈모 영역(bald area)("수용 영역(recipient area)")에 이식하는 것을 포함한다. 역사적으로, 채취된 이식편은 비교적 컸고(3-5mm), 보다 최근에는, 도너 이식편은 하나의 모낭 유닛(single follicular units)일 수 있고, 이는 두피의 표면 상에서 랜덤하게 분포되는 1-3개(흔하지 않게 4-5개)의 밀접하게 배치된 모낭(hair follicles)의 집합을 발생시킨다.

공지된 모발 이식 프로세스에서, 두피의 선형 부위(linear portion)가 메스(scalpel)를 이용하여 피하지방조직(fatty subcutaneous tissue)으로 절개되어 도너 영역으로부터 제거된다. 스트립(strip)이 요소 모낭 유닛(component follicular unit)으로 절개되고(현미경을 이용), 요소 모낭 유닛은 니들을 이용하여 생성된 각각의 절개(incision) 또는 펀처 홀(puncture hole) 내의 수용 영역 내에 이식된다. 개별적인 모낭 유닛 이식편을 파지하고 니들 퍼처 위치(needle puncture location)에 배치하기 위해 포셉(forceps)이 이용될 수 있지만, 다른 기구 또는 방법이 이 작업을 수행하기 위해 이용될 수도 있다.

미국특허 6,585,746호는 로봇 시스템을 이용한 모발 이식 시스템을 개시하고 있는데, 이 시스템은 로봇암(robotic arm)과 로봇암과 연결된 모낭 유도기(hair follicle introducer)를 포함한다. 이미징 시스템은 환자 두피의 3차원 이미지를 생성하기 위해 이용되고, 모발 이식편을 수용하기 위한 장소를 계획(planning)하는데 이용된다. 미국특허 6,585,746호의 전문은 본 명세서에 참조로서 포함된다.

어떤 종류의 모발 이식 프로시저가 채용되었는지와 무관하게, 의사의 목적은 그 환자에게 자연스러운 머리 외관의 모발을 제공하는데 있다. 의사들이 환자의 머리의 도너 영역으로부터 모발을 채취하고 이를 수용 영역에 이식할 때, 자연스러운 외관의 머리 모발이 얻어지는 방식으로 이를 관리하기를 바라면서, 의사는 그들의 경험과, 이전 환자에게 수행된 프로시저에 기반하여 이를 시도하고 수행하고 있다. 그러나, 환자가 어떻게 보여질지의 실제같은 이미지는 다른 환자를 통한 이전의 경험에 기반해서 얻어질 수 있다고 생각되지 않는다. 모든 사람의 모발은 상이한데, 두께, 질감 또는 밀도가 동일하지 않고, 모발은 상이한 사람의 머리에서 동일한 방식으로 눕거나 처지지도 않는다. 또한, 모든 사람의 머리 모양이나 크기가 동일하지도 않고, 따라서 모발이 어떻게 처질지 그리고 모발이 어떻게 갈라질지에 대해 많은 차이점이 있게 된다. 결과적으로, 동일한 프로시저가 두번째 환자에게 수행된다면 환자의 머리에서 수행되는 모발 이식 프로시저의 결과가 반듯이 동일한 것은 아니다. 현재, 다른 사람의 수술전 및 수술후 사진을 보고 모발 이식 프로시저의 결과가 어떨지를 추극하는 것만 가능하다.

공동으로 양도된 미국특허 7,806,121호와 미국특허 8,104,480호(이하에서는 "보둘루리(Bodduluri)"라고 총칭함)는 환자의 신체 표면에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 시스템 및 방법이 개시되어 있으며, 이들 특허 모두 참조로서 본 명세서에 내포된다.

본 발명은 전술한 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 모발 이식을 포함하는 다양한 미용 및 피부과학(dematological) 프로시저를 계획하기 위한 다양한 시스템 및 방법을 제공한다. 이들 프로시저는 두피, 안면, 기타 피부 및 신체 표면에서 수행될 수도 있다.

본 발명의 일양태에 따르면, 신체상의 프로시저를 계획하는 방법이 제공된다. 이 방법은, 신체 표면의 3차원 모델 상에 적어도 두개의 엘리먼트를 생성하고 디스플레이하는 단계 - 적어도 두개의 엘리먼트의 각각은 하나 이상의 제어 포인트를 포함하고, 제어 포인트는 그와 연관된 대응하는 파라미터를 구비함 - ; 프로세서의 사용에 의해, 그룹을 형성하도록 적어도 두개의 엘리먼트 중 제1 및 제2 엘리먼트를 서호 연관짓는 단계; 제2 엘리먼트의 하나 이상의 제어 포인트의 적어도 하나의 파라미터에서의 적어도 일부분에 기반하여, 제1 엘리먼트 내에 또는 제1 엘리먼트에 적어도 하나의 장소를 생성하거나 변경하는 단계를 포함한다. 전술한 방법은 예를 들면 신체 표면에서 모낭 유닛의 이식을 위한 계획 방법으로서 구현될 수 있는데, 이 방법은 신체 표면의 3차원 모델 상에 적어도 두개의 모발 엘리먼트를 생성하고 디스플레이하는 단계 - 적어도 두개의 모발 엘리먼트의 각각은 하나 이상의 제어 포인트를 포함하고, 제어 포인트는 그와 연관된 대응하는 파라미터를 구비함 - ; 프로세서의 사용에 의해, 그룹을 형성하도록 적어도 두개의 모발 엘리먼트 중 제1 및 제2 모발 엘리먼트를 서호 연관짓는 단계; 제2 모발 엘리먼트의 하나 이상의 제어 포인트의 적어도 하나의 파라미터에서의 적어도 일부분에 기반하여, 제1 모발 엘리먼트 내에 또는 제1 모발 엘리먼트에 적어도 하나의 장소를 생성하거나 변경하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 제안된 모낭 유닛 장소 또는 기타 프로시저 장소는 그룹 예를 들면 모발 그룹의 제어 포인트의 파라미터에 기반하여 자동으로 변경되거나 생성되거나 디스플레이된다.

비제한적인 방식에 의해, 모발 엘리먼트는 모발 패치(hair patch) 또는 경계 커브(boundary curve)(전면 모발라인(hairline) 또는 모발라인을 포함할 수 있음)일 수도 있고, 제어 포인트는 모발 패치의 주변 또는 내부에 위치될 수도 있다. "엘리먼트" 또는 "신체 표면 엘리먼트"의 다른 예가 다른 미용 및 피부과학(dermatological) 프로시저에 이용될 수 있고, 본 발명의 각종 실시예 및 양태의 범위 내에서 다양한 부분으로 제공될 수 있다. 제안된 장소(site)는 모발 채취 장소, 절개 형성 장소, 모발 이식 장소일 수 있고, 문신을 배치하거나 제거하기 위한 장소 또는 다양한 미용 및 피부과학 프로시저를 수행하기 위한 각종 장소일수도 있다.

일부 실시예에서, 제어 포인트의 파라미터는 위치, 방위 또는 밀도 중 하나이상일 수 있다. 밀도가 파라미터인 경우, 예를 들면, 모발 이식 및 연관된 프로시저에 기준하여, 제안된 장소의 생성은 제안된 장소와 하나 이상의 제어 포인트 사이에 역변환 알고리즘(inverse transform algorithm)에 기반할 수 있다. 밀도 파라미터는 제안된 장소로부터 연관된 제어 포인트의 거리에 기반하여 가중(weight)될 수 있다.

일부 실시예에서, 방법은 엘리먼트, 예를 들면 모발 엘리먼트의 3차원 좌표를 2차원 좌표 시스템으로 투사되고(projecting), 순차적으로 프로시저 장소(예를 들면, 이식 장소)를 2차원 좌표 시스템에 보간(interpolating)하는 것을 포함한다. 보간된 이식 장소는 이어서 3차원 좌표 시스템으로 다시 투사되고, 여기서 이들은 환자의 3차원 모델 상에 묘사(depict)된다. 일부 실시예에서, 보간 방법은 밀도를 고려할 수 있고 복수의 제어 포인트의 밀도 파라미터를 이용할 수 있으며, 복수의 제어 포인트는 하나 이상의 제어 포인트를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 신체 표면 내에 모낭 유닛을 이식하기 위한 계획 방법이 제공되고, 이 방법은, 신체 표면의 3차원 모델 상에 모발 패치를 생성하고 디스플레이하는 단계 - 모발 패치는 그 주변부에서의 제어 포인트의 세트를 포함하고, 제어 포인트는 그와 연관된 대응하는 파라미터를 구비함 - ; 모발 패치 내에 및/또는 그 주변부에 추가적인 제어 포인트를 생성하는 단계; 제어 포인트와 추가적인 제어 포인트의 파라미터에 기반하여 모발 패치 내에 또는 모발 패치 상에 제언된 모낭 유닛 이식 장소를 생성하고 디스플레이하는 단계를 포함한다. 이 방법은 신체 표면 상의 모든 패치에 대해 제어 포인트를 생성하고 어떤 프로시저 장소라도(모발 이식 이외의) 생성하고 디스플레이하는데 이용될 수 있음은 자명하다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 밀도 보간에 기반한 제안된 프로시저 장소를 생성하는 시스템 및 방법이 제공된다. 이 방법은, 3차원 좌표 시스템 내의 신체 표면 엘리먼트의 복수의 제어 포인트의 위치를 2차원 평면 상에 투사하는 단계; 후보 프로시저 장소(candidate procedure sites)를 2차원 평면에 생성하는 단계; 신체 표면 엘리먼트와 연관된 복수의 제어 포인트의 밀도 파라미터에 기반하여 각각의 후보 프로시저 장소에 대한 보간된 공간값(spacing value)을 결정하는 단계; 제안된 프로시저 장소를 생성하는 단계; 제안된 프로시저 장소의 2차원 위치를 다시 3차원 좌표 시스템으로 투사하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 방법은 제안된 프로시저 장소 사이에 요구되는 공간에 기인하여 프로시저 장소로서 이용가능하지 않은 후보 프로시저 장소를 식별하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 프로시저 장소의 밀도와 공간과 관련된 공식(formulation)이 결정될 수 있다. 추가적으로, 보간된 공간값을 결정하는 단계는 결정된 공식을 이용하는 단계를 더 포함할 수 있다. 밀도 보간에 기반하여 제안된 프로시저 장소를 생성하는 시스템은 전술한 방법에 따른 동작을 실행하기 위한 하나 이상의 모듈을 포함하는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 예를 들면 이식 프로시저와 같은 프로시저를 계획하기 위한 시스템이 제공되고, 이 시스템은, 사용자 입력 장치를 포함하는 사용자 인터페이스, 명령어를 저장하는 적어도 하나의 비일시적인 저장 매체, 이미지 데이터 상에서 오퍼레이션을 실행하기 위한 하나 이상의 모듈을 포함하는 프로세서를 포함하고, 하나 이상의 모듈은, 신체 표면의 3차원 모델 상에 적어도 두개의 엘리먼트(예를 들면 모발 엘리먼트)를 생성하고 디스플레이하는 명령어 - 각각의 엘리먼트는 하나 이상의 제어 포인트를 포함하고, 하나 이상의 제어 포인트는 그와 연관된 대응하는 파라미터를 구비하고 있음 - ; 모발 엘리먼트와 같은 적어도 두개의 엘리먼트의 제1 및 제2 엘리먼트를 그룹(예를 들면 모발 그룹)을 형성하도록 서로 연관짓는 명령어; 제2 엘리먼트의 하나 이상의 제어 포인트의 적어도 하나의 파라미터에 적어도 부분적으로 기반하여 제1 엘리먼트 내에 또는 제1 엘리먼트 상에 적어도 하나의 장소를 생성하거나 변경하는 명령어를 포함한다. 일실시예에서, 시스템은 이미지 보관소(repository)를 더 포함한다. 본 발명의 시스템 및 방법은 로봇 암을 포함하는 이미지-안내 로봇 시스템과 같은 자동화된 또는 컴퓨터제어된 시스템에서 구현되거나 이들과 통합될 때 매우 유용하다. 이 시스템은 신체 표면의 하나 이상의 이미지를 포함하는 이미지 데이터를 제공하는 이미징 장치와 프로시저를 수행하는 툴(tool)을 더 포함한다. 이 시스템은 신체 표면의 이미지를 포함하는 이미지 데이터를 수신하도록 적응된 인터페이스와, 본 발명의 다양한 실시예와 방법과 관련된 다양한 프로시저와 단계를 수행하도록 프로그래밍된 프로세서, 및 전술한 바와 같은 치료 계획을 디스플레이하도록 구성된 모니터를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에서, 신체 표면에 모낭 유닛 이식을 계획하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 이 시스템 및 방법은 신체 표면의 3차원 모델을 생성하고 디스플레이하는 단계, 이미지 보관소로부터 템플릿(template)을 선택하는 단계, 템플릿에 기반하여 하나 이상의 제안된 모발 엘리먼트를 생성하고 디스플레이하는 단계를 포함한다. 생성 단계는 템플릿의 일부분을 생성하는 단계를 포함한다. 일부분은 경계 커브 또는 모발 패치를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 신체 표면의 변경을 위한 계획 시스템 및 방법이 제공된다. 이러한 시스템 및 방법은 다양한 신체 표면 엘리먼트를 그룹으로 연관짓고, 제1 신체 표면 엘리먼트 내의 특정 피처를 제2 신체 표면 엘리먼트로부터 제어 포인트의 하나 이상의 파라미터 중 적어도 일부분에 기반하여 변경하는 것을 제공한다. 일부 실시예에서, 변경은 자동으로 또는 사용자 입력에 의해 이루어질 수 있다. 비제한적인 실시예의 방식으로, 신체 표면 엘리먼트는 피부, 점(mole), 주근깨(freckle), 주름(wrinkle), 흉터(scars), 그리고 눈, 코, 눈시울(eye-lids), 입술, 귀, 턱, 모반(birthmark), 또는 안면 결함과 같은 안면부 피처를 포함할 수도 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 프로시저를 계획 방법이 제공된다. 이 방법은 자유화(free hand drawing)로부터 제안된 신체 표면 엘리먼트의 2차원 사용자 입력을 수신하는 단계; 디스플레이 장치 상의 신체 표면의 3D 모델 상에 제안된 신체 표면 엘리먼트를 생성하고 디스플레이하는 단계; 및 3D 모델 상에 제안된 신체 표면 엘리먼트에 기반하여 복수의 제어 포인트를 자동으로 생성하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 이 방법은 자유화로부터 제안된 모발 엘리먼트의 2차원(2D)사용자 입력을 이용하는 모발 이식편의 이식을 계획하는 방법으로 구현될 수 있다. 모발 이식과 연관된 일부 구현에 있어서, 이 방법은 자유화로부터 제안된 모발 엘리먼트의 2차원 사용자 입력을 수신하는 단계; 디스플레이 장치 상의 신체 표면의 3차원 모델 상에 제안된 모발 엘리먼트를 생성하고(예를 들면, 프로세서를 사용하여) 디스플레이하는 단계; 3차원 모델 상의 제안된 모발 엘리먼트에 기반하여 복수의 제어 포인트를 자동으로 생성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 복수의 제어 포인트의 적어도 하나의 방위값(orientation value)을 자동으로 결정하는 단계를 더 포함한다. 모발 엘리먼트는 예를 들면 모발라인, 모발 경계 커브, 또는 모발 패치의 경계를 포함할 수도 있다. 추가적으로, 제안된 모낭 유닛 이식 장소 또는 채취 장소는 복수의 제어 포인트와 복수의 제어 포인트의 방위에 기반해서 생성되고 디스플레이될 수 있다. 디스플레이 장치상의 신체 표면의 3D 모델 상의 제안된 모발 엘리먼트의 생성은 수신된 2D 사용자 입력이 개방 또는 폐쇄 루프에 대응하는지 판정하는 단계; 판정된 입력이 개방 루프에 대응하면 모발라인을 생성하고 디스플레이하는 단계; 판정된 입력이 폐쇄 루프에 대응하면 모발 패치를 생성하고 디스플레이하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 방법은 자유화의 형태로 방위 정보에 대응하는 추가적인 2D 사용자 입력을 수신하는 단계를 더 포함하고, 추가적인 2D 사용자 입력은 제안된 모낭 유닛 이식 장소를 자동으로 생성하는데 이용된다. 일부 실시예에서, 추가적인 2D 사용자 입력은 모발 패치의 경계에 의해 아웃라인된 영역 내에 그려진 하나 이상의 커브를 포함한다. 다른 실시예에 있어서, 이 방법은 모발 엘리먼트에 대해 머리가마(hair whorl)의 중심 위치를 식별하는 단계를 더 포함한다. 본 발명의 일양태에서, 이 방법은 디스플레이 장치 상의 신체 표면의 3D 모델을 디스플레이하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 예를 들면 이식 프로시저와 같은 프로시저를 계획하기 위한 시스템이 제공되고, 이 시스템은 사용자 입력 장치를 포함하는 사용자 인터페이스, 명령어를 저장하는 적어도 하나의 비일시적 저장매체, 이미지 데이터 상에서 오퍼레이션을 실행하기위한 적어도 하나 이상의 모듈을 포함하는 프로세서를 포함하고, 적어도 하나 이상의 모듈은, 자유화로부터 제안된 신체 표면 엘리먼트(예를 들면 모발 엘리먼트)의 2차원(2D) 사용자 입력을 수신하는 명령어; 디스플레이 장치 상의 신체 표면의 3D 모델 상에 제안된 신체 표면(예를 들면 모발) 엘리먼트를 생성하고 디스플레이하는 명령어; 3D 모델 상의 제안된 신체 표면 엘리먼트에 기반하여 복수의 제어 포인트를 자동으로 생성하는 명령어를 포함한다. 일부 실시예에서, 시스템은 수신된 2D 사용자 입력이 개방 또는 폐쇄 루프에 대응하는지 판정하는 명령어; 판정된 입력이 개방 루프에 대응하면 모발라인을 생성하고 디스플레이하는 명령어; 판정된 입력이 폐쇄 루프에 대응하면 모발 패치를 생성하고 디스플레이하는 명령어를 포함하는 하나 이상의 모듈을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 신체 표면 상의 머리가마에 대한 계획을 자동으로 생성하는 방법이 제공된다. 이 방법은, 모발 경계 커브를 식별하는 단계 - 모발 경계 커브는 복수의 제어 포인트를 가지고 있음 - ; 머리 가마 중심을 식별하는 단계; 복수의 제어 포인트의 각각에 대해서 초기 방위 값을 자동으로 할당하는 단계 - 초기 방위 값은 머리 가마 중심으로부터 복수의 제어 포인트의 각각으로의 가상 라인(virtual line)의 방위에 기반함 - ; 복수의 제어 포인트와 그에 대응하는 할당된 초기 방위 값에 기반하여 모발 경계 커브에 의해 아웃라인된 영역 내에 제안된 모낭 유닛 이식 장소를 자동으로 생성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 머리 가마 중심으로부터의 그 거리에 기반하여 자동으로 생성된 제안된 모낭 유닛 이식 장소의 방위를 변경하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 변경은 머리 가마 중심으로부터 멀수록 초기 방위 값으로부터의 더 큰 편차를 갖고 머리 가마 중심으로부터 가까우면 초기 방위 값으로부터 더 작은 편차를 갖게 된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 신체 표면 상의 머리 가마에 대한 계획을 자동으로 생성하는 시스템이 제공되고, 이 시스템은, 사용자 입력 장치를 구비한 사용자 인터페이스; 명령어를 저장하는 적어도 하나의 비임시적 저장 매체, 이미지 데이터 상에서 오퍼레이션을 실행하기위한 하나 이상의 모듈을 포함하는 프로세서를 포함하고, 하나 이상의 모듈은, 모발 경계 커브를 식별하기 위한 명령어 - 모발 경계 커브는 복수의 제어 포인트를 구비함 - ; 머리 가마 중심을 식별하는 명령어; 복수의 제어 포인트의 각각에 대해서 초기 방위 값을 자동으로 할당하는 명령어 - 초기 방위 값은 머리 가마 중심으로부터 복수의 제어 포인트의 각각으로의 가상 라인(virtual line)의 방위에 기반함 - ; 복수의 제어 포인트와 그에 대응하는 할당된 초기 방위 값에 기반하여 모발 경계 커브에 의해 아웃라인된 영역 내에 제안된 모낭 유닛 이식 장소를 자동으로 생성하는 명령어를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 신체 표면 내에 모낭 유닛 또는 모발 이식편의 이식을 계획하기 위한 방법이 제공되고, 이 방법은, 자유화로부터 하나 이상의 2차원(2D) 커브를 수신하는 단계; 하나 이상의 커브의 각각에 대해 적어도 두개의 제어 포인트를 자동으로 할당하는 단계; 각각의 제어 포인트에 대해 하나 이상의 커브에 대한 탄젠트의 각도에 기반하여 각각의 제어 포인트에 대한 초기 방위 값을 자동으로 결정하는 단계; 및 하나 이상의 커브의 적어도 두개의 제어 포인트와 그에 대응하는 자동으로 할당된 초기 방위에 기반하여 모낭 유닛 이식 또는 채취 장소를 자동으로 생성하는 단계를 포함한다. 전술한 방법에 대응하는 시스템 및 프로세서가 또한 제공된다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명을 통해 보다 자명해질 것이다.

본 발명에 따르면 전술한 과제를 달성할 수 있다.

이하의 실시예의 특징 및 이점은 명세서, 청구범위 및 도면을 참조하여 보다 명확하게 이해될 수 있다.
도 1은 모발 이식 프로시저를 이용하는 치료 계획을 생성하는 일반적인 방법의 예를 도시한 흐름도,
도 2의 (a) 및 (b)는 사람 머리의 전면 및 후면의 이미지를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제안된 모발 이식 엘리먼트의 예를 나타낸 도면,
도 4 및 도 5는 두개의 상이한 템플릿의 사용을 도시한 치료 계획의 일부분으로서 생성된 대표적인 모니터 뷰의 일례를 나타낸 도면,
도 6a는 두개의 모발 엘리먼트 상의 제어 포인트가 제안된 장소에 어떻게 영향을 주는지의 예를 나타낸 도면,
도 6b는 세개의 모발 엘리먼트 상의 제어 포인트가 어떻게 제안된 장소에 영향을 주는지의 예를 나타낸 도면,
도 7a는 머리 가마가 어떻게 생성되는지의 예를 나타낸 도면,
도 7b는 머리 가마가 어떻게 생성되는지의 다른 예를 나타낸 도면,
도 7c는 머리 가마를 생성하기 위한 방법의 예를 나타낸 흐름도,
도 8은 세개의 중첩된 모발 엘리먼트가 겹쳐진 사람의 머리를 예시적으로 나타낸 도면,
도 9a 및 도 9b는 도 8의 세개의 중첩된 제안된 모발 엘리먼트를 나타낸 도면,
도 10은 다른 모발 엘리먼트와 완전히 중첩된 하나의 모발 엘리먼트의 예를 나타낸 도면,
도 11은 제안된 모발 패치에 인접한 제안된 모발라인의 예를 나타낸 도면,
도 12는 모발라인에 대해 보간된 장소가 어떻게 생성되는지의 예를 나타낸 흐름도,
도 13은 보간된 모발 라인의 예를 나타낸 도면,
도 14는 모발 경계 내에 장소가 어떻게 생성되는지의 예를 나타낸 흐름도,
도 15는 모발 패치의 2D 프로젝션의 일례를 나타낸 도면,
도 16은 제안된 이식 장소를 포함하는 모발 패치의 2D 프로젝션의 다른예를 나타낸 도면,
도 17의 (a) 및 (b)는 제어 포인트, 제안된 모낭 유닛 이식 장소와 연관된 자유화 모발 패치의 일례를 나타낸 도면,
도 18의 (a) 및 (b)는 제어 포인트, 제안된 모낭 유닛 이식 장소와 연관된 자유화 모발 패치의 일례를 나타낸 도면,
도 19의 (a) 및 (b)는 자유화 커브가 어떻게 제안된 모낭 유닛 이식 장소에 영향을 주는지의 예를 나타낸 도면,
도 20는 자유화를 이용한 치료 계획을 생성하기위한 일반적 방법의 예를 나타낸 흐름도,
도 21a 및 도 21b는 제안된 이식 장소 가진 모발 영역과 장력 장치(tensioning device)를 포함하는 환자의 머리를 나타낸 도면.

이하의 상세한 설명에서, 참조번호는 예시적인 방식으로 본 발명에 의해 구현될 수 있는 실시예를 나타낸 첨부 도면에 부여된다. 이와 관련해서, 방향을 나타내는 용어, 예를 들면, "내측(inner)", "전방(front)", "멀어지다(away)", "상부(top)", "우측(right)", 등은 도면의 방위를 기준하여 사용된다. 본 발명의 구성요소 또는 실시예는 상이한 다양한 방위에서 위치 또는 동작될 수 있기 때문에, 방향을 나타내는 용어는 도시의 목적을 위해 이용되고 본 발명을 제한하는 것은 아니다. "결합(coupled)" 또는 "부착(attached)" 또는 "연결(connected)" 또는 "장착(mounted)"라는 용어는 직접 또는 하나 이상의 중간 구성요소를 통해 간접적으로 결합된, 부착된, 연결된, 통합된(integrated), 또는 장착된 것을 의미한다. 본 발명의 범위 내에서 다른 실시예가 이용될 수도 있고, 구조적 또는 논리적 변경이 이루어질 수 있다. 또한, 특정 실시예를 기준하여 설명되는 여러 특징과 구성요소는 다른 실시예와 함께 결합될 수있다. 따라서 다음의 상세한 설명은 제한적인 방식이 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되어야 한다.

특정 환자에 대한 모발 이식 프로시저를 계획할 때, 의사는 한명의 환자로부터 다른 환자까지 변화되는 많은 파라미터를 고려해야만 한다. 예를 들면, 환자 두피의 상이한 영역에 걸친 모발 밀도와 밀도의 편차(variation), 환자의 두피에 걸쳐 변화될 수도 있는 모발의 직경, 환자 스타일 및/또는 머리는 빗는 방식이 있다. 이들 파라미터를 고려하면, 그러나 이식되는 모발이 기존하는 모발과 어울릴지, 자연스러운 외관을 보여줄지, 또는 이식된 것 처럼 보일지 아는 것은 불가능하다. 또한 모발이 채취된 영역이 모발이 제거 또는 채취된 후에 어떻게 보일지를 아는 것도 불가능하다.

자연스럽게 보이는 불규칙성(randomness)은 임계적(critical) 모발라인 엘리먼트 뿐만 아니라 수용 장소(recipient site)와 도너 장소(donor siete)의 균형에도 중요하다. 이를 위해서, 예를 들면, 모발라인, 모발 패치(hair patches), 및 도너 영역을 포함하는 각각의 모발 엘리먼트는 서로에 대해 독립하여 설계되거나 계획되지 않는다. 모발 이식을 계획함에 있어서, 의사는 환자의 머리에 현존하는 모발, 예를 들면 현존하는 모발의 밀도 또는 분포, 그 간격, 각도, 환자가 어떤식으로 그의 모발을 가르마를 타고 및/또는 빗질을 하는지, 또는 모발 이식이 자연스럽게 보이도록 기여하는 모든 것에 기반하여 그의 계획이 최상의 결과를 제공할 것을 보장해야만 한다. 본 발명의 일양태는 자연스럽게 보이는 불규칙성이 환자의 두피 상에서 유지되는 것을 가능하게 한다. 또한 본 발명의 다른 특징은 환자가 모발 이식 프로시저 도중 또는 프로시저가 완료된 후 각종 단계에서 어떻게 보여지는지의이미지를 의사가 획득하는 것을 가능하게 한다. 본 발명의 다양한 양태의 활용은 새롭게 이식된 모발이 어떻게 보여질지의 이미지뿐 아니라 채취된 모발의 영역이 도너 엘리먼트로부터 모발이 이식되고 나서 어떻게 보여질지의 이미지를 제공할 수 있다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 의사가, 각각의 제안된 치료 계획과 관련된 시간 및/또는 비용의 논의와 함께, 잠재적인 치료 계획의 기능적 및/또는 심미적 이점과 단점을 설명하면서, 시각적 외관(visual appearance)과 심미적인 결과(aesthetic outcomes)를 환자에게 제안하는 수단이 제공된다. 이런 방식에서, 환자는 환자가 논의된 각각의 시나리오에서 어떻게 보여지는지를 볼 수 있게 되고, 의사가 환자에게 전달하고자 하는 것에 대해 환자가 잘못 이해하는 위험성(chance)을 줄여준다. 본 발명의 다른 양태에 있어서, 의사가 이식 수술의 하나 이상의 세션(sessions)을 계획할 수 있도록 하는 수단이 제공되고, 이는 모발 이식을 완료하는데 요구되는 세션의 수를 잠재적으로 줄이도록 프로세스를 최적화한다. 본 발명은 환자가 희망하는 모습을 제공하기 위한 정확한 타입과 직경(caliber)의 모발이 도너 영역내에 충분한지를 보장할 수 있는 툴을 의사에게 제공한다. 그렇지 않다면, 본 발명은, 환자의 도너 영역에서 이용가능한 모발의 수, 타입, 두께에 기반하여 환자에게 어떤 모발 이식 옵션이 이용가능한지를 환자에게 보여줄 수 있는 툴을 의사에게 제공한다. 본 발명의 시스템 및 방법은 모발 이식 프로세스, 세션의 수 등을 계획할 수 있는 수단을 의사에게 제공한다.

본 발명이 모발 채취 및 이식에 특히 유리하지만 본 발명이 모발 이식으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 안면, 머리 피처를 포함한, 환자의 신체 표면 및 부분 모델을 필요로 하는 다른 프로시저, 예를 들면, 치료 계획을 가지는 다양한 미용 및 피부과학 프로시저(예를 들면, 성형 수술(plastic surgery), 주름 제거 또는 감소, 미용 물질의 주입, 피부 이식 술(skin grafting procedures), 모반 결함(birthmark defect)의 교정 및 제거술, 복안술(facial reconstruction), 융비술(rhinoplasty), 눈 또는 입의 윤곽술(contouring), 귀, 코, 쌍커풀 또는 턱의 리모델링, 안면성형술(facial rejuvenation), 레이저 박피술(laser skin resurfacing), 피부 탄력술(skin tightening) 등)들이 본 발명의 방법 및 시스템으로부터 이점을 가질 수 있다. 본 발명이 적용가능한 일례로서 피부 이식술 또는 문신 제거술과 같은 미용 또는 기타 의료 목적을 위해 이미징하는(imaging) 피부 진단이 있다. 설명의 편의를 위해서, 이하에서는 모발 이식 프로시저에 관련한 예를 설명하도록 한다. 그러나 이러한 실시예는 본 발명을 예시하는 것이며 본 발명이 이에 제한되는 아니다.

모발 이식에 관련한 본 발명의 일실시예에 따르면, 모발 이식 프로시저를 위한 치료 계획은 컴퓨터에 의해 적어도 부분적으로 생성될 수 있다. 치료 계획은 하나 이상의 제2 모발 엘리먼트 내의 모낭 또는 모낭 유닛의 하나 이상의 파라미터에 기반하여 제1 모발 엘리먼트 내에 하나 이상의 제안된 모낭 유닛 장소를 자동으로 변경하거나 생성한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 치료 계획은 모발 그룹 내의 모낭 유닛의 하나 이상의 파라민터에 기반하여 제1 모발 엘리먼트 내에 제안된 모낭 유닛 장소를 자동으로 변경하거나 생성하고, 모발 그룹은 제1 및 하나 이상의제2 모발 엘리먼트를 포함한다. 다른 경우, 두개의 모발 영역 사이의 파라미터 정보는 공유되고, 따라서 보다 자연스럽게 보이는 모발 이식 결과에 기여하는 툴을 제공한다. 치료 계획은 다음의 하나 이상의 파라미터를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다: 하나 이상의 모발 엘리먼트의 위치, 모발 엘리먼트의 기하학적 프로파일, 채취/이식되는 모낭 유닛의 수 및/또는 타입, 특정한 채취/이식 위치와 연관된 불규칙성의 정도, 인접한 이식 위치 사이의 공간, 모낭의 깊이, 이식 깊이, 모낭 또는 모낭 유닛의 방위, 환자 식별력(identification)(예를들면, 환자의 머리색, 인종 기원, 나이 등), 마커 위치, 및/또는 채취 및/또는 이식 장소의 밀도. 신체 상의 다른 프로시저와 연관된 치료 계획에 있어서, 치료 계획은 엘리먼트의 기하학적 프로파일, 특정 프로시저 위치와 연관된 불규칙성의 정도, 인접한 프로시저 위치 사이의 공간, 깊이(depth), 피부색, 피부 질감, 피부 팽팽도(tautness), 안면 특징 치수, 안면 토폴로지(facial topology), 환자 식별력, 마커 위치, 프로시저 장소의 밀도와 같은 하나 이상의 파라미터를 고려할 수 있다. 일부 실시예에서, 특정 모낭 유닛 또는 모낭 유닛들의 조합에 대한 정보는 모낭 유닛의 데이터베이스로부터 취득될 수 있다. 이 데이터베이스는 환자에 대한 당사자 정보나 환자에 대한 일반적 정보를 포함할 수 있다. 데이터베이스는 인종 기원, 성별, 및/또는 나이 등에 의해 분류되는 정보를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 치료 계획은 제1 및 제2 모발 엘리먼트 상의 또는 이들 내의 제어 포인트에 기반해서 생성되거나 변경될 수 있다. 제어 포인트는 개인의 포인트, 라인, 형상 또는 제1 모발 엘리먼트 내에 모낭 유닛 장소를 생성하거나 변경하기 위한 기초를 제공하는데 이용되는 다른 마커일 수 있다.

치료 계획이 컴퓨터에 의해 적어도 부분적으로 생성되어진 후에, 사용자는 치료 계획을 변경하거나 수용할 수 있다. 치료 계획이 의사의 요구를 만족하면, 사용자는 환자에 대한 치료 계획을 등록할 수도 있다. 일부 실시예에서, 이는 환자 또는 환자에게 이용된 장치에 직접적으로 위치될 수 있는 하나 이상의 마커를 식별하기 위해 하나 이상의 카메라를 사용하는 것에 의해 수용될 수 있다. 마커는 환자에게 고정되는 리플렉터(reflector), 환자에게 그려진 잉크 마크, 또는 환자의 아니토미(anatomy)일 수도 있다. 대안적으로 마커는, 예를 들면, 모발 이식 프로시저에서 의사에 의해 이용될 수도 있는 피부 장력기(skin tensioning device) 상의 마킹일 수도 있다. 식별된 마커는 환자상의 엘리먼트의 위치 및/또는 방위를 결정하는데 이용될 수 있다.

자동화된 시스템(로봇 포함) 또는 컴퓨터-제어 시스템을 이용하여 수행되는 모발 이식 프로시저가 본 발명의 양수에 의해 공동으로 소유되고 그 전문이 참조로서 내포된 미국특허 7962192에 기술되어 있다. 로봇 시스템이 시작되고 캘리브레이트된 후, 신체 표면의 이미지 데이터가 획득되고 시스템 컴퓨터에 의해 처리되어 오브젝트, 특히 사람의 두피 상의 도너 엘리먼트 내의 모낭 유닛이 식별된다. 관심 대상의 이 엘리먼트의 이미지로부터, 컴퓨터 내에 상주하는 이미지 세그먼트 및 스크리닝 소프트웨어(screening software)는 두피로부터 채취를 위해 관심 대상의 특정 모낭 유닛을 식별하고 선택한다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 환자의 신체 표면(예를 들면, 두피) 내에 모낭 유닛을 이식하기 위한 프로시저를 계획하는 시스템은 사용자 인터페이스, 프로세서(예를 들면 소프트웨어 제어됨), 모니터 및 적어도 하나의 입력장치를 포함할 수 있다. 이들 구성요소는 독립식(예를 들면 개인용) 컴퓨터 시스템이은지 여러 원격 터미널을 구비한 중앙식 서버를 채용한 시스템이든지 간에 모든 현대의 컴퓨터 시스템에 대해 실질적으로 공통이다. 계획 시스템의 실시예(실무적인 관점만이 아님)가 바람직하게 소프웨어로 구현될 수 있고, 컴퓨터 시스템에 충분히 이용가능한 메모리와 적당한 그래픽 생성 및 디플레이이 능력이 제공되어 있다면 기본 구성요소(프로세서, 모니터, 입력 장치)를 구비한 어떤 컴퓨터 시스템에서라도 수행될 수 있다. 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 프로세싱 유닛, 하나 이상의 비일시적 저장 매체(자기식 저장 매체, 광학식 저장 매체, 자기-광학식 저장 매체, ROM, RAM, 소거 및 프로그램가능한 메모리, 플래시 메모리의 형태를 가질 수 있지만 이에 한정되지는 않음), 및/또는 하나 이상의 다른 구성요소로부터 출력을 전송하거나 입력을 수신하기 위한 하나 이상의 입력 및/또는 출력 구성요소(하나 이상의 디스플레이, 터치 스크린, 키보드, 마우스, 트랙 패드, 트랙 볼, 스타일러스, 펜, 프린터, 스피커, 카메라, 비디오 카메라 등등)를 포함할 수 있다. 프로세싱 유닛은 하나 이상의 처리 계획 방법과 같은 하나 이상의 컴퓨팅 장치 기능을 수행하기 위해 저장 매체 내에 저장된 명령어를 수행하기 위한 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 시스템 또는 프로세싱 유닛은 추가적으로 이미지 보관소(image repository)를 포함할 수 있고, 이미지 보관소는 템플릿(templates), 한명 이상의 환자의 이미지 및/또는 템플릿 또는 환자의 일부분의 이미지를 포함할 수 있다. 시스템은 본 발명에서 설명되는 모든 방법론, 프로세스, 테크닉을 구현하도록 구성될 수 있다.

컴퓨터 시스템이 특정 구성으로 특정 구성요소가 배열되는 것을 포함하는 것으로 제안될 수 있지만, 이는 예시를 위한 것으로 이해되어야 한다. 다양한 구현예에 있어서, 컴퓨터 시스템은 본 발명의 범위 내에서 다양한 구성으로 배열되는 임의 수의 컴퓨터 시스템 구성요소(하나 이상의 버스, 디스플레이, 네트워킹 구성요소, 전용의 이미지 프로세서, 코-프로세서, 메모리, 하드 드라이브, 포트, 그래픽 어댑터 등등)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나의 구현예에서, 컴퓨터 시스템은 동일한 장면(same scene)의 이미지 및/또는 비디오를 캡처하도록 배열된 여러개의 카메라 및/또는 비디오 카메라를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 방식에 의하면, 컴퓨터 시스템은 자동화된 및/또는 컴퓨터-보조된 외과 기계와 같은 기계류를 제어하기 위한 하나 이상의 인터페이스를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예는 원격 서버 또는 컴퓨터와 상호작용하는 사용자 인터페이스(모니터 및 입력 장치)의 적어도 일부분으로서 사용자의 컴퓨터를 채용하는 시스템의 사용자에 의해, 인터넷을 통해 구현될 수도 있다는 것은 자명하다. 이와 같은 인터넷 기반 게획 시스템에서, 사용자 인터페이스를 구현하고 제어하는 소프트웨어는 사용자의 컴퓨터 또는 원격 서버/컴퓨터의 전체 또는 일부분에 상주될 수 있고, 바람직하게 사용자에게 전송된다. 그러한 하나의 실시예에서, 원격 서버는 일시적 사용 또는 영구적 사용을 위해 사용자의 컴퓨터로 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 다운로드한다.

모낭 유닛 이식 프로시저를 계획하기 위해 소프트웨어로 구현되고 제어되는 사용자 인터페이스의 예시적인 실시예를 도면을 참조하여 이하에 설명한다. 설명된 실시예의 각종 다양한 변경이 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위 내에서 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 치료 계획 프로시저의 일반적인 방법론의 예를 나타낸 블록도이다. 예비적인 단계로, 단계 110에서, 이미지 획득 장치 또는 이미징 장치를 사용하여 또는 컴퓨터 시스템의 메모리에 저장된 미리-존재하는 데이터로부터 또는 공지된 다른 어떤 기술을 사용하여, 이미지 데이터가 획득된다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 이미지 데이터는 환자의 전자 기록 또는 일반적인 환자 데이터로부터 검색될 수 있다. 다른 실시예에서, 이미지 데이터는 디지털 카메라, 디지털 비디오, 디지털 현미경 또는 이들과 유사한 장치를 이용하여 실시간으로 생성될 수 있고, 이들 장치는 이동식 또는 다른 방식일 수 있으며, 본 발명에 대해 가장 적합한 방식으로 데이터가 취득된다. 이미지 데이터는, 컴퓨터 시스템의 이미지 프로세싱 유닛이 3D 이미지를 생성하는 것을 가능하도록 충분한 2D 이미지를 포함하는 하나 이상의 이미지를 포함한다.

단계 120에서, 프로세서 또는 이미지 프로세서는 이미지 데이터와 연관된 정보를 처리하고 기록한다. 이러한 정보는 예를 들면 현존하는 모낭 유닛 또는 모낭의 위치와 방위, 흉터(scars), 사마귀(mole), 주근깨(freckles), 안면 특징, 문신 또는 기타 신체 표면 특징과 관련된 정보를 포함할 수 있다.

단계 130에서, 단계 120에서 결정된 정보에 기반하여, 프로세서는 모발 엘리먼트 또는 안면 엘리먼트(존재하는 신체 표면 특징의 제안된 변경으로 이루어짐)를 포함한 신체 표면 엘리먼트를 제안하고, 치료 계획 시스템에 있어서 모니터와 같은 하나 이상의 프리젠테이션(presentation) 구성요소가 제안된 모발/신체 표면 엘리먼트를 보여주는 시각적으로 정보를 표시하는데 이용된다. 모발 이식과 관련해서, 제안된 모발 엘리먼트는 예를들면 모발 라인(hairline) 또는 모발 패치(hair patch)를 포함할 수도 있다. 제안된 모발 엘리멘트는 모낭 유닛이 채취되거나 모낭 유닛이 이식되어질 엘리먼트를 포함한다. 일실시예에서 제안된 모발 엘리먼트는 제안된 경계 커브(boundary curv) 및/또는 제안된 채취/이식 장소를 포함한다. 일부 실시예에서, 제안된 모발 엘리먼트는 단지 이미지 데이터를 기반해서 제안된다. 다른 실시예에서, 모발 엘리먼트는 컴퓨터 시스템의 이미지 보관소에 존재하는 템플릿 상에 추가적으로 기반하여 제안된다. 이들 템플릿은 처리된 이미지 데이터에 기반하여 컴퓨터 시스템에 의해 자동으로 선택되거나, 대안적으로 사용자에 의해 또는 이들의 조합에 의해 선택될 수도 있다. 일부 실시예에서, 템플릿이 선택되고 난 후, 템플릿의 일부분어 더 선택된다. 다른 실시예에서, 제안된 모발 엘리먼트는, 터치가능한 장치, 태블릿, 기타 유사한 장치에서 마우스, 스타일러스, 펜 또는 라인 툴을 사용하여 자유화(freehand drawing)에 의해 사용자에 의해 식별되거나 생성될 수 있다.

옵션적으로 단계 140에서, 실행가능한 명령어가 사용자에게 제공되어 디스플레이된 이미지의 사용자가 분석에 기반하여 제안된 경계 커브 및/또는 제안된 채취/이식 장소를 변경하는 것에 의해 사용자는 제안된 모발 엘리먼트/신체 표면 엘리먼트를 변경할 수 있다. 제안된 경계 커브 및/또는 채취/이식 장소는 변경 프로세스를 돕기 위한 제어 포인트를 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 사용자는 2D 뷰에서 제안된 모발 경계 커브 또는 제안된 채취 또는 이식 사이트를 변경하고, 컴퓨터 시스템은 3D 메쉬 모델(mesh model)로부터의 데이터와 같은 3D 데이터에 기반하여 2D 변경을 3D 변경으로 전환한다.

단계 150에서, 두개 이상의 모발 엘리먼트/신체 표면 엘리먼트가 그룹, 예를 들면 모발 그룹을 형성하도록 연관된다. 단계 160에서 정의된 모발 그룹에 기반하여 장소가 변경되거나 생성된다. 예를 들면, 두개의 모발 엘리먼트를 포함하는 헤어 그룹이 취해진다. 하나의 실시예에서, 제1 모발 엘리먼트 내의 하나 이상의 제안된 모낭 유닛 장소가 제1 모발 엘리먼트와 동일한 모발 그룹에 있는 제2 모발 엘리먼트 내의 모낭 유닛의 하나 이상의 파라미터에 기반하여 변경 또는 생성될 수도 있다. 다른 실시예에서, 제1 모발 엘리먼트 내의 하나 이상의 제안된 모낭 유닛 장소는 모발 그룹 전체 내의 모낭 유닛의 하나 이상의 파라미터에 기반하여 변경 또는 생성된다.

더 많은 제안된 장소를 변경하거나 생성하기위해 사용자가 모발 엘리먼트의 상이한 조합을 연관시키고자 하는 경우, 원하는 조합이 연관되어 지고 원하는 제안된 장소가 변경 또는 생성될 때 까지 단계 150과 160이 반복된다.

단계 170에서, 치료 계획이 허용되고, 옵션적으로 단계 180에서 격자 평면(grid plan)(이하에 보다 상세히 기술함)이 생성될 수 있다.

본 발명의 방법(100)이 특정한 순서로 특정한 동작을 포함하는 것으로 도시되고 설명되었지만, 이는 예시를 위한 것으로 이해되어야 한다. 다양한 구현예에 있어서, 일부 동작은 본 발명의 범위 내에서 다른 순서로 수행될 수도 있다. 다른 구현예에서, 본 발명의 범위 내에서 다양한 동작의 서브세트만이 요구될 수 있다.

프로시저의 다른 단계에서, 제안된 계획은 후일 후속된 변경, 편집, 업데이트를 위해 저장될 수 있다. 이는 치료 계획의 특정한 세션의 실행 이후 환자의 모발이 예측한대로 자라지 않아 치료 계획을 변경해야하는 경우 유리하다. 또는 치료 계획의 특정 세션을 수행한 이후, 환자가 마음을 바꾸거나 계획한 대로 수행된 전체 프로시저를 받을 여유가 안되어 그 재정적인 우려를 고려한 변경이 필요할 때 환자에게 자연스럽게 보이는 모발 이식을 제공하는데 유리하다.

도 2의 (a) 및 (b)는 이미지 데이터가 어떻게 획득되는지(단계 110)의 실시예의 일례를 나타낸 도면이다. 환자 신체 표면의 이미지(205a 및 205b), 예를 들면 물체(subject) 이식 프로시저가 계획되는 환자 머리(특히 두피)가 다양한 관점으로 획득된다. 비제한적인 예의 방식으로, 이미지는 휴대용 디지털 카메라, 또는 이동전화 카메라를 통해 획득될 수 있고, 디지털 이미지 데이터를 전송할 수 있는 공지된 기술에 따라서 계획 시스템의 사용자 인터페이스를 통해 입력된다. 모델링 소프트웨어(modeling software)가, 예를 들면 상부를 포함하여 상이한 방향과 사이드로부터 4개에서 6개의 뷰(view)와 같은, 단지 몇개의 뷰로부터 충분히 정밀한 머리/두피의 3차원 표면 모델을 생성할 수 있다는 것이 당업자에게 잘 알려져 있기 때문에, 환자 머리의 모든 부분의 이미지를 포함할 필요는 없다. 치료 계획(예를 들면, 안면 미용 프로시저, 또는 두피 상에 모발 이식 계획)의 목적에 따라서, 원하는 뷰의 최소 수 및 각도/방위가 조절되어 충분히 정밀한 모델이 회득될 수 있다. 획득된 이미지는 이어서 모델링 소프트웨어를 이용하여 환자 머리(예를 들면 두피)의 3차원 모델을 생성하도록 처리된다. 다른 적당한 소프트웨어 프로그램이 이용될 수 있다는 것은 자명하다.

환자 머리/두피(또는 기타 적용가능한 신체 피부)의 획득된 이미지가 제공되지 않는 대안적인 실시예에서, 모델링 소프트웨어는, 예를 들면 인종 기원(ethnic origin) 또는 인종(race)과 같은 선택된 특성 및/또는 하나 이상의 메뉴를 통해 선택된 다른 특성 - 일부는 객관적인 것(objective)(예를 들면 성별, 나이), 다른 일부는 주관적인 것(subjective)(예를 들면, 매력, 대칭성, 긴 이마(long forehead))- 에 기반하여 3차원 모델을 생성(메뉴 옵션의 "생성(generate)"을 선택)하도록 구성된다.

일부 실시예에서, 추가의 입력 정보가 신체 표면 모델을 생성하는 것에 더하여 계획 시스템에 제공된다. 예를 들면, 모낭에 대한 특정 피처(예를 들면 컬러 또는 거칠기(coarseness))는 사용자 인터페이스를 통한 이미지 및/또는 입력으로부터 유도될 수 있다. 신체 표면(환자 머리)의 기하학적 형상, 현존하는 모발라인, 흉터 또는 점의 존재, 이전에 모낭이 채취된 또는 이식된 위치, 채취 가능한 모낭 유닛의 각각의 타입의 수(단일 또는 복수 모낭) 및 컬러(어두움, 밝음, 회색, 등)와 같은 추가의 정보가 이미지 프로세싱을 이용하여 취득된 이미지로부터 결정되거나 사용자 입력될 수 있다. 3차원 모델은 여러 다른 방법, 예를 들면, 3D 레이저 스캐너를 사용하여 및/또는 여러 디지털 이미지를 서로 이음(stitching)으로써 대안적으로 생성될 수 있다. 본 발명의 실시예의 시스템은 3차원 모델이 생성된 방식과 관계없이 3차원 정보를 동일한 방식으로 이용한다.

획득된 이미지로부터 또는 전술한 다른 피처 입력을 통해서, 모델링 소프트웨어는 계획 시스템의 사용자 인터페이스 모니터 상에 환자의 머리/두피의 3차원 모델을 생성하고 디스플레이한다. 모발 이식과 관련해서, 이 모델은 환자의 머리/두피를 나타내고, 따라서 탈모 영역(210), 모낭 유닛 상주 영역(215), 및/또는 다른 곳 보다 더 밀집되거나 덜 밀집된 영역을 포함하는 남성/여성(male/female) 탈모 패턴(baldness patterns)의 특징을 일반적으로 나타낸다. 상주 영역(215)은 적은 상주 영역 또는 탈모 영역에 접하는 모발의 영역을 형성하도록 그룹화되는 모낭 유닛을 포함한다. 이들 모발 영역은 이들과 기하학적으로 연관될 수 있다. 모낭 유닛은 타입, 직경, 두피에 대한 방위, 인접한 모낭 유닛간 공간, 두피 위로의 모낭의 높이와 같은 여러 파라미터를 가진다.

획득된 이미지를 처리하여 결정되는 이들 특징, 정보 및/또는 하나 이상의 물리적 피처에기반하여, 모델링 소프트웨어는 계획 시스템의 사용자 인터페이스 모니터 상에 도 3에 도시한 바와 같은 모낭 유닛 장소에 대한 하나 이상의 제안된 엘리먼트(220)의 시각적 묘사(representation)를 생성하고 디스플레한다(도 1의 흐름도의 단계 130). 본 발명의 일 양태에 따르면, 계획 시스템은 치료 계획을 자동으로 제안할 수도있다. 예를 들면, 모발 엘리먼트는 환자에게 자연스러운 모습을 생성하도록 모낭 유닛이 이식되어지게 제안될 수 있다. 이는 획득된 이미지로부터 결정된 해부학적 엘리먼트를 맵핑(mapping)하고 제안된 모발 엘리먼트를 겹치기하고(superimposing), 이들을 사용자 인터페이스 모니터에 디스플레이하는 것에 의해 수행된다. 이러한 해부학적 엘리먼트는 예를 들면 모발 상주 영역의 기하학적 형상과 탈모 영역의 기하학적 형상, 모낭 유닛 상주 영역, 환자의 눈, 귀, 코의 위치를 포함한다. 모낭 유닛 장소에 대한 하나 이상의 제안된 엘리먼트는, 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 탈모 영역(210) 내에 제안될 수도 있고, 경계 커브(230) 및 옵션적으로 하나 이상의 제안된 이식 장소(240)를 포함할 수 있다. 이 특정 도면에 제어 포인트(250)가 도시된다. 이들 제어 포인트(250)는 컴퓨터 시스템에 의해 생성되거나 사용자에 의해 결정될 수 있다. 통상적으로, 경계 커브 상의 제어 포인트는, 모발 엘리먼트(22) 내에 또는 그에 인접하여 위치된다. 사용자는, 옵션적으로 경계 커브(230)를 드래그(drag) 하거나 또는 제어포인트(250)를 드래그 하기 위해 컴퓨터 마우스의 종래와 같은 클릭 또는 드래그 모션을 이용하여 경계 커브(230)를 변경할 수도 있다(단계 140). 시스템은 제어 포인트(250)의 드래깅 동작이 인접한 제어 포인트 사이의 경계 커브(230)를 따라 모든 포인트에 대해 보간(interpolated)되도록 구성된다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 사용자는 스타일러스 및 터치 스크린 디스플레이를 이용하여 치료 계획(모발 이식편을 어디로부터 채취할 것인지의 도너 영역에 대한 계획 및 모발 이식편을 어디로 이식할 것인지의 수용 영역에 대한 계획을 포함함)을 수동으로 제안할 수도 있으며, 예를 들면, 자유화 2차원(2D) 계획을 제안하면 컴퓨터 시스템과 그 각종 프로세스 유닛이 이를 3차원 계획으로 변환한다. 이 양태는 이하에서 보다 상세히 설명하도록 한다.

일부 실시예에 따르면, 치료 계획은 하나 이상의 이미지 보관소로부터의 이미지와 같은 이미지 데이터 상의 적어도 일부분에 기반하여 생성될 수도 있다. 예를 들면, 계획 시스템은 처리 계획을 자동으로 제안하기 위해 취득된 이미지로부터 결정된 해부학적 엘리먼트를 이미지 보관소 내에 있는 모델 헤드 또는 템플릿으로 매핑할 수도 있다. 일부 실시예에서, 사용자는 하나 이상의 환자로부터의 이미지를 포함하는 환자 정보 보관소(patient information repositories)로부터 이미지 또는 템플릿을 선택할 수 있다(예를 들면, 선택된 박스를 움직이기 위해 키패드 상의 화살표를 사용하여, 커서를 움직이고 마우스를 클릭하는 것에 의해, 또는 스타일러스로 터칭하는 것에 의함). 예를 들면, 템플릿은 환자의 모발 이식 치료 프로세스의 측면에서 환자가 도달하기 원하는 최종 결과 또는 후속된 단계를 식별할 수 있다. 이들 템플릿은 예를 들면 달성가능한 상이한 모발 스타일 결과를 제안할 수 있다. 이들 템플릿은 남성, 여성, 소년 또는 소녀에 대한 템플릿; 다양한 인종 기원에 대응하는 템플릿; 및/또는 모발 유실의 노우드 스케일(Norwood scale)에 기반한 템플릿과 같은 모발 유실(hair loss)의 각종 등급에 대응하는 템플릿을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 쇄기형상 패턴으로(wedge shaped pattern) 중앙부가 탈모된 남성 백인 환자(Caucasian patient)를 나타내는 템플릿은 동일한 쇄기형 패턴의 탈모를 가진 환자에 대해 이용될 수 있다. 가장 적합한 템플릿 또는 템플릿들의 조합을 선택하고, 모델링 소프트웨어가 머리/두피의 3차원 모델을 생성하고 계획 시스템은 선택된 템플릿을 취득된 이미지 데이터로 매핑하고, 최적화 맞춤 알고리즘(best-fit algorithm)을 이용하여 선택된 템플릿에 의해 지시된 하나 이상의 엘리먼트를 추가 또는 중첩시킨, 환자의 머리/두피의 3차원 모델을 계획 시스템의 사용자 인터페이스 모니터에 디스플레이한다. 즉, 이는 모낭 유닛이 이식되어지길 희망하는 모발 엘리먼트를 포함하는, 환자에 존재하는 모발 영역의 시각적 묘사이다. 이들 하나 이상의 엘리먼트는 환자 머리/두피의 3차원 모델에 딱맞게 크기조절되어(scaled) 생성된다. 부가적으로, 하나 이상의 엘리먼트는 환자 머리/두피의 3차원 모델에 맞도록 크기와 형태가 변경될 수 있다. 이런 변경은 예를 들면 하나 이상의 엘리먼트의 서브셋 또는 모든 하나 이상의 엘리먼트의 각각의 둘레에 박스를 배치하고 크기를 조절하는(sizing) 모델링 소프웨어를 필요로 할 수도 있다. 박스를 크기조절하는 것은 사용자가 당업자에게 공지된 방식으로 하나 이상의 엘리먼트의 크기와 형상을 변경하는 것을 허용한다. 예를 들면, 박스의 어느 사이드를 선택하고 드래깅하는 것은 각각의 사이드를 신장하기(stretching)/압축하기(compressing) 하는 것에 의해 또는 코너를 선택하고 전체 박스를 신장하기/압축하기 하는 것에 의해 수행된다. 변경은 하나 이상의 엘리먼트의 서브셋 또는 하나 이상의 엘리먼트의 모두의 각각을 회전하는 것을 포함할 수 있다.

다른 구현예에서, 보관소로부터의 이미지는 세그먼테이션(segmentation), 윤곽형성(contouring) 등을 통해 관심 영역을 식별하는데 이용될 수 있다. 예를 들면, 이미지 보관소로부터의 이미지는 환자의 머리/두피의 3차원 모델에 부여되도록 제안되는 모발 엘리먼트를 식별할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 이용가능한 옵션의 범위로부터 미리결정된 모발 채취/이식 엘리먼트를 선택할 수 있다. 이는 도 4에 표시되는데, 도 4는 계획 시스템의 사용자 인터페이스 모니터 상에 뷰를 나타내고, 모니터 상에 환자 머리/두피의 3차원 모델(305)이 우측(독자가 볼때)에 표시된다. 좌측에, 템플릿(310)이 표시되고, 템플릿은 모낭 유닛 이식이 제안되는 복수의 선택가능한 엘리먼트를 포함한다. 이러한 특정 실시예에서, 사용자는 모발이 이식될 엘리먼트로서 전방 엘리먼트(320), 앞머리(forelock) 엘리먼트(325), 중간 두피(mid-scalp) 엘리먼트(330) 또는 크라운 엘리먼트(335)의 하나 이상을 선택할 수 있다. 도너 영역(340)(좌측 템플릿 측)은 선택가능한 엘리먼트가 이니고, 이식 요구를 충족하기 위해 모낭 유닛이 채취되는 엘리먼트이다. 모낭 유닛이 이식될 원하는 엘리먼트를 선택하면, 모델링 소프트웨어는 선택된 엘리먼트의 묘사를 생성하고, 계획 시스템은 환자의 머리/두피의 3차원 모델 상에 선택된 엘리먼트를 계획 시스템의 사용자 인터페이스 모니터 상에 디스플레이 한다. 도시된 예에서, 사용자 인터페이스 모니터의 우측에 나타낸 이미지 상에서, 그 주변부 상에 제어 포인트를 포함하는 제안된 모발 엘리먼트의 아웃 라인이 보여지고 있으며, 이는 전방 엘리먼트(320), 앞머리 엘리먼트(325), 크라운 엘리먼트(335)가 이용자에 의해 선택되어졌음을 나타낸다. 특정 실시예에서, 이러한 묘사(reprersentation)는 환자의 머리/두피의 3차원 모델에 맞게 크기조정되도록 생성된다. 도 4의 우측에 나타낸 것 처럼, 이런 묘사는 선택 및 드래깅될 수 있는 제어 포인트(345)를 포함할 수 있고, 따라서 사용자는 환자 머리/두피의 3차원 모델 상에서의 묘사의 형상 및 크기를 변경할 수 있다.

도 5는 환자의 머리/두피의 3차원 모델(405)의 다른 예를 나타내고 있으며, 이 예에서 환자의 머리 두피의 3차원 모델은 우측(독자의 관점에서)에 디스플레이되고, 템플릿(410)은 도 4에 나타낸 엘리먼트보다 적은 수의 엘리먼트를 가지며 좌측에 도시되고 있다. 이 실시예에서, 사용자는 템플릿(410)으로부터 전방 엘리먼트(320), 앞머리(forelock) 엘리먼트(325), 중간 두피(mid-scalp) 엘리먼트(330) 또는 크라운 엘리먼트(335) 중 하나 이상을 모발이 이식될 엘리먼트로서 선택한다. 이런 선택에 이용가능한 엘리먼트의 제한은 사용자의 이전 선택(예를 들면, 사용자가 템플릿의 선택으로부터 이 템플릿을 선택), 모발 이식 프로시저의 세션(session)(예를 들면, 3개의 이식 세션 중 제1 세션), 도너 모낭 유닛의 제한된 수, 재정적 이유, 의사의 선택에 에 기인할 수 있으며, 또는 이전 이식 데이터 등에 기반할 수 있다. 이 경우에 있어서, 사용자가 모발을 전방 엘리먼트에만 모발을 이식하는 것을 선택했다면, 모델링 소프트웨어는 전방 이식 엘리먼트(420)의 묘사를 생성하고 계획 시스템은 계획 시스템의 사용자 인터페이스 모니터 상에서 환자 머리/두피의 3차원 모델(405) 상에 전방 이식 엘리먼트(420)의 묘사를 디스플레이한다. 도시된 바와 같이, 묘사는 선택 및 드래그 가능한 제어 포인트(445)를 포함하고, 따라서 사용자는 환자의 머리/두피의 3차원 모델(405) 상의 묘사의 형상 및 크기를 변경할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 이용가능한 템플릿의 범위에서 환자에게 최적으로 식별한 템플릿을 선택하면, 모델링 소프트웨어는 치료 계획 옵션의 선택을 생성하고 계획 시스템은 이를 계획 시스템의 사용자 인터페이스 모니터 상에 디스플레이 한다. 이들 치료 계획 옵션은, 예를 들면, 전방 엘리먼트에만 고밀도의 모낭 유닛 이식, 전방 엘리먼트에만 저밀도의 모낭 유닛 이식, 전방 및 중간 두피 엘리먼트에 모낭 유닛 이식, 또는 환자의 두피 도처에 모낭 유닛 이식과 같은 것을 포함할 수 있다. 이용가능한 옵션의 수는 다양하다는 것은 당업자에게 자명하므로, 모든 예를 본 명세서에 기재하지는 않는다. 다른 실시예에서, 모델링 소프트웨어는, 특정 옵션을 선택하는 것을 불가능하게 함으로써, 환자에게 실질적으로 이용가능한 여러 옵션들만을 나타내는 인디케이션을 제공한다. 예를 들면, 환자의 채취될 수 있는 도너 모낭 유닛의 부족으로 인하여 환자 두피의 도처에 모낭 유닛을 고밀도로 이식하는 것이 불가능하면, 모델링 소프트웨어는 특정한 치료 옵션을 인에이블링하지 않고, 사용자에 의해서 선택되는 옵션으로 만들지 않는다. 이 옵션을 구현하기 위해서, 컴퓨터 시스템은 이식에 이용가능한 모낭 유닛의 수, 타입에 관한 정보를 얻을 수 있어야만 한다는 것은 자명하다. 이 정보는 사용자에 의해 치료 계획 시스템에 입력될 수 있고, 또는 이미지 데이터를 분석하고 환자 머리 상의 도너 영역 내의 미적인 외관에 대한 판단없이 얼마나 많은 모낭 유닛이 채취에 이용가능한지를 판단하는 것에 의해 치료 계획 시스템 자체에 의해 제공될 수 있다. 대안적인 구성에 있어서, 치료 계획 시스템은 현존하는 모낭 유닛으로부터 모낭 유닛의 채취를 계획하고, 채취를 위해 제안된 모낭 유닛의 수 및/또는 타입에 기반하여, 제안된 이식 계획의 생성시 이 수 및/또는 타입을 이용할 수 있도록 구성될 수 있다. 인에이블된 옵션을 사용자가 선택하는 것은 상황에 맞게 변경될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.

어떻게 생성되었든지, 모델링 소프트웨어는 예를 들면 특정 모발 이식 장소와 같은 하나 이상의 제안된 모발 엘리먼트를 생성하고 계획 시스템은 이를 사용자 인터페이스 상에 디스플레이할 수 있다. 모낭 유닛 이식이 희망되는 모발 엘리먼트를 선택함으로써 치료 계획은 더 커스텀화된다.

다른 양태에 따르면, 본 발명은 또한 하나 이상의 제2 모발 엘리먼트 내의 모낭 유닛의 하나 이상의 파라미터에 기반하여 제1 모발 엘리먼트 내의 제안된 모낭 유닛 장소를 자동으로 변경 또는 생성하는 치료 계획을 제공한다. 본 발명의 이런 양태를 도 4 내지 도 6a를 참조하여 이하에 설명한다. 사용자가 모발 이식 엘리먼트 320, 325, 335를 선택한 것을 위에서 설명하였다(도 4를 참조하여 설명함). 우측(독자가 보았을 때) 상에 디스플레이된 바와 같은 환자 머리/두피의 3차원 모델이 환자 머리의 현재 상태를 나타낸다고 가정한다. 전방 및 앞머리 엘리먼트는 크라운 엘리먼트보다 빽빽하게 상주되고 있는 상태이다. 사용자는, 예를 들면, 모발 이식편을 이식하길 원하는 엘리먼트로서 크라운 엘리먼트(335)를 제1 엘리먼트로 선택할 수도 있고, 이식은 모낭 유닛 이식의 최종 밀도가 앞머리 엘리먼트(325)의 밀도와 실질적으로 동일한 밀도를 제공하도록 수행된다. 따라서 사용자는 제1 엘리먼트 내의 모낭 유닛 이식 장소, 즉 크라운 엘리먼트(335)가 제2 엘리먼트, 즉 앞머리 엘리먼트(325) 내의 모낭 유닛의 파라미터(예를 들면 밀도)에 기반하여 생성되도록 치료 계획이 제공되기를 원할 수 있다.

이 시나리오는 도 6a에 더 상세하게 예시되고 있다. 당업자라면 다양한 엘리먼트의 형태와 상세함이 간략화되었음을 이해할 수 있을 것이며, 도 4의 325와 335로서 도시된 영역은 도 6a의 325와 335로 도시된 영역에 대응한다. 제1 엘리먼트(335)는 그와 연관된 5개의 제어 포인트(P₀, P₁, P₂, P₃ 및 P₄로 도시됨)인 하나 이상의 제어 포인트의 세트를 포함한다. 제2 엘리먼트(325) 역시 그와 연관된 4개의 제어 포인트 Q₀, Q₁, Q₂ 및 Q₃로 도시된 하나 이상의 제어 포인트의 세트를 포함한다. 이들 제어 포인트는 치료 계획 시스템에 의해 결정 또는 제안될 수 있다. 대안적으로, 이들은 제안된 제어 포인트의 위치로 스크린 상에서 커서를 이동하고 마우스 상의 버튼을 클릭하여 제어 포인트를 생성하는 것으로 사용자에 의해 제어포인트로서 표시(indicated)될 수 있다. 다른 대안적인 예에서, 치료 계획 시스템에 의해 제안되는 제어 포인트는 또 다시 드래그 피처(drag feature)와 마우스를 사용하여 사용자에 의해 변경될 수 있으며, 또는 추가적인 제어 포인트가 시스템에 의해 제안된 것에 더해질 수도 있다. 제어 포인트는 환자의 신체 표면의 이미지 내의 모낭 유닛 또는 모낭과 같은 엘리먼트에 기반하거나, 사용자에 의해 가상으로 제공된 입력에 기반할 수도 있다. 어떠한 제어 포인트와 연관된 특성 또는 파라미터는 치료 계획 시스템에 의해 제공되거나 사용자에 의해 제공된 이미지 데이터로부턱 결정된다. 이들 모발에 대한 파라미터는 예를 들면 모낭 유닛 타입, 모낭의 길이, 모낭의 각도 또는 모낭 또는 모낭 유닛과 연관된 밀도값(통상적으로 제어 포인트의 특정 거리 내의 모발의 수를 결정하는 것에 기반함)의 정보를 포함할 수 있다. 미용 또는 피부과학적 치료와 관련하여, 이들 파라미터는 피부색(skin coloration), 피부 질감(texture), 피부 팽팽함(tautness), 안면 피처 치수(facial feature dimensions), 안면 토폴로지(facial topology)를 포함할 수 있다. 일단 생성되면, 본 발명의 양태에서, 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 제안된 이식 장소(510)의 파라미터는 그를 둘러싼 5개의 제어 포인트 P₀, P₁, P₂, P₃ 및 P₄에만 기반하는 대신에, 제안된 이식 장소(510)의 파라미터는 실선과 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 모두 9개의 제어포인트 Q₀, Q₁, Q₂ , Q₃, P₀, P₁, P₂, P₃ 및 P₄에 기반한다. 제안된 이식 장소(510)의 파라미터는 9개의 제어 포인트의 파라미터로부터 보간될 수 있다.

본 발명에 이용될 수 있는 다양한 보간(interpolation)의 방법이 있다는 것은 자명하다. 보간 기술의 일례는 제안된 모발 장소 파라미터가 역거리 변환 알고리즘(inverse distance transform algorithm)에 rqlks하는 것이다. 이 보간 방법은 보간될 포인트(예를 들면 510)와 각각의 제어포인트(Q₀, Q₁, Q₂ , Q₃, P₀, P₁, P₂, P₃ 및 P₄) 사이의 서리를 계산하고 보간될 포인트(510)로부터의 거리에 기반하여 이들 각각에 가중치를 부여한다. 이 방식에서, 제어 포인트 P₁은 제어 포인트 P₀와 P₂에 보다 보간된 값상에 더 큰 영향력을 가진다. 유사하게 제어 포인트 Q₂, Q₃는 보간된 포인트(510) 상에 가장 적은 영향력을 가진다. 대안적으로, 보간될 포인트로부터 특정 거리내에 있는 것들만, 예를 들면 가장 근접한 2개 포인트만 고려될 수도 있다. 보간될 포인트(510)에 인가되는 보간 값은 제어 포인트의 선형 보간법(linear interpolation), 다항식 보간법(polynomial interpolation), 스플라인 보간법(spline interpolation), 비선형 보간법(예를 들면 가우시안 프로세스) 또는 당업자에게 공지된 다른 보간법에 기반할 수도 있다. 이용되는 보간법의 타입에 따라 결과가 변화될 수 있고, 일부는 일반적 처리에 있어 더 시간이 걸릴 수 있다.

도 5 및 도 6b를 참조하여 다른 실시예에 대해 이하에 설명한다. 이 실시예에서, 사용자는 추가적으로 전방 엘리먼트(320)를 선택한다. 따라서 치료 계획은 제1 엘리먼트 내의 모낭 유닛 이식 장소인 크라운 엘리먼트(335)가 하나 이상의 제2 엘리먼트, 즉 앞머리 엘리먼트(325)와 전방 엘리먼트(320) 내의 모낭 유닛의 파라미터(예를 들면, 밀도)에 기반하여 생성되도록 형성된다. 이 특정 상황에서, 제안된 이식 장소(610)의 파라미터는, 실선과 점선 화살표로 도시한 바와 같은, 14개의 제어 포인트 Q₀, Q₁, Q₂ , Q₃, P₀, P₁, P₂, P₃, P₄, R₀, R₁, R₂, R₃에 기반한다(전방 엘리먼트는 5개의 추가의 제어 포인트인 R₀, R₁, R₂, R₃를 가짐). 제안된 이식 장소(610)의 파라미터는 14개의 제어 포인트 또는 그 서브세트의 파라미터로부터 보간될 수도 있다.

전술한 실시예에서, 모발 엘리먼트의 주변 상에 참조된 제어 포인트들이 배치되는 것을 볼수 있으며, 이들은 윤곽 제어 포인트이다. 치료 계획 프로세스를 더욱 더 커스텀화하기 위해, 시스템은 이식 각도 또는 밀도와 같은 특정한 효과를 얻기 위해 또는 모발 스윌(hair swirl)과 가르마를 얻기 위해 윤곽 제어 포인트(710) 이외의 특정한 제어 포인트(705)가 추가될 수도 있다. 개별적인 제어 포인트(705)는, 도 7a 내에 도시된 바와 같이 사용자에 의해 경계 커브(715) 내측에 배치될 수 있다(경계 커브(715) 내의 두개의 검정원(705)). 이식 장소(720)(비어 있는 흰색원)의 보간된 값은 도 7a에 도시된 바와 같이 윤곽 제어 포인트(710)와 개별적인 제어 포인트(705) 모두에 의해 영향을 받는다. 이 추가적인 커스텀화는 하나의 모발 엘리먼트 상에서 또는 전술한 기술과의 조합으로 이용될 수도 있다.

도 7b 및 도 7c는 제어 포인트가 자동으로 모발 스윌(또는 머리 가마로 언급되기도 함)을 생성하는데 이용되는 다른 방식을 도시한 도면이다. 머리 가마는 두피 상의 한 점에 대해 원형 구성으로 모발이 자라는 부분이고, 머리 가마 내의 모발은 상이한 방향으로, 즉 시계 방향 또는 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 머리를 둘러싸며 자란다. 좋은 모발 이식의 제공은 자연스럽게 보이는 머리 가마를 생성할 수 있는 것에 의존하고, 이를 수동으로 생성하는 것은 매우 어렵다. 머리 가마는 따라서 두피의 크라운 영역 또는 정점 영역(vertex area) 내에서 특징 중요한 특징이다. 본 발명의 이런 양태에서, 자동으로 머리 가마를 생성하는 방법이 제공된다. 도 7b 및 도 7c의 실시예의 일예에서, 모발 패치와 같은 제1 모발 경계 커브가 식별될 수 있고(도 7c의 단계 755), 이는 모발 경계 커브(725)(도 7b)에 의해 도시된 바와 같다. 이 식별은 컴퓨터가 존재하는 모발의 지식에 기반하여 모발 경계 커브를 제안하는 것에 의해 수행될 수 있다. 다른 예에서, 이 식별은 사용자가 템플릿의 범위로부터 선택하거나 또는 스타일러스 수단에 의해 터치 스크린 또는 태블릿 장치 상에 자유화를 그리는 것에 의해 수행될 수도 있다. 일부 실시예에서, 사용자는 2차원 평면에서 모발 경계 커브를 식별하고, 하나 이상의 이미지 프로세서 모듈은 2D 입력을 신체 표면의 3D 모델 상의 3D 위치로 전환한다. 일단 모발 경계 커브(725)가 식별되고 나면, 컴퓨터 프로세서 또는 사용자는 모발 경계 커브에 다양한 제어 포인트(730)를 할당한다. 일부 실시예에서, 모발 경계 커브(725)와 제어 포인트(730)의 식별은 실제 동시적으로 수행될 수도 있다. 전술한 바와 같이, 사용자는 이들 할당된 제어 포인트(730)를 변경할 수도 있고, 추가의 제어 포인트를 추가할 수도 있다(도 7c에서 부수적인 단계 760). 제어 포인트의 추가는 모발 경계 커브(725)에 추가되거나, 도 7b에서 추가적 제어 포인트(735)로 도시된 것 처럼, 모발 경계 커브에 의해 아웃라인된 영역 내에 추가되는 제어 포인트를 포함할 수 있다. 모발 경계 커브(725) 내에 머리 가마를 위한 치료 계획을 생성하기 위해, 경계 내에서 머리 가마 중심(740)이 식별된다. 이 머리 가마 중심(740)은, 머리 가마 중심 아이콘(미도시)과 같은 사용자 인터페이스 피처를 이용하여 식별될 수 있으며, 머리 가마 아이콘 선택시 머리 가마 중심(740)이 식별된 모발 경계 커브(725) 내에 자동으로 추가될 수 있다. 이런 자동 식별은 예를 들면 성별, 인종, 나이, 환자가 그 머리를 어떻게 나누었는지와 같은 환자의 특성 또는 유전자에 의해 영향을 받을 수 있다. 대안적으로, 시스템은 원하는 위치에서 머리 가마 중심(740)이 생성되도록 사용자가 스타일러스로 머리가마 중심을 터치하여 모발 경계 커브(725) 내측에서 아이콘을 드래그하는 것을 허용할 수 있다. 전술한 예에서 머리 가마가 경계 커브(725) 내에 배치된 것을 설명하였지만, 모발 이식 계획은 머리 가마 중심이 모발 경계 커브 또는 모발 패치(725) 외측에 배치되는 계획을 포함할 수도 있다. 어떻게 머리 가마 중심(740)이 식별되는지 또는 어디에 그것이 위치되는지와는 관계 없이, 사용자는 그 위치를 변경할 수 있다. 머리 가마 중심(740)이 위치된 곳이 식별되면, 프로세서는 제어 포인트(730)와 추가적인 제어 포인트(735) 각각에 대해 초기의 방위값을 자동으로 할당할 수 있다(도 7c의 단계 770). 이 초기의 방위는 예를 들면 머리 가마 중심(740)으로부터 각각의 제어 포인트(730,735) 까지의 가상선(745)의 방향에 기반할 수 있다. 초기 방위 값의 자동 할당은 3D 모델로부터의 적어도 하나 이상의 피처를 추가적으로 고려할 수도 있다. 예를 들면, 방위는 코, 눈, 눈섭 및/또는 귀가 환자의 3D 모델 상에서 어디에 위치되는지를 고려할 수도 있다. 제어 포인트(730,735)에 대한 초기 방위를 결정함으로써, 프로세서는 제어 포인트(730,735)의 위치와 그들의 대응하여 할당된 초기 방위값에 기반하여 모발 경계 커브(725)에 의해 아웃라인된 영역 내에 제안된 모낭 유닛 이식 장소를 자동으로 생성할 수 있다(단계 780).

본 발명의 일부 실시예에서, 제어 포인트(730,735)의 초기 방위값의 변경이 바람직할 수도 있다. 일부 예에서, 이런 변경은 도 7b에 도시된 바와 같이, 시계 방향 가마를 생성하기 위해 가상 선(745)에 대해 시계 방향으로 또는 반시계 방향 가마를 생성하기 위해 반시계 방향으로 각도 θ(750) 만큼 방향되는 각도를 증가시키는 것으로 프로세싱 유닛에 의해 자동으로 수행될 수 있다. 각도 θ(750)는 예를들면, 5, 10, 20, 30, 40 또는 45도와 같이 0도 내지 90 사이에서 변화하는 각도 일 수 있다. 이와 같은 자동 변경은 알려진 결과(konown outcomes)에 기반하여 환자의 특정한 모습을 얻기 위해 또는 현존하는 하나 이상의 모낭 또는 환자가 이미 가지고 있는 머리 가마와 매칭하는데 이용될 수 있다. 다른 실시예에서, 사용자는 제안된 모낭 유닛 이식 장소의 초기 방위값을 변경할 수도 있다. 사용자는 제어 포인트(730,735)의 각각 또는 서브세트의 초기 방위값을 각각 변경할 수도 있고, 하나의 제어 포인트(730,740)의 초기 방위값의 변경이 다른 제어 포인트(730,735)의 각각의 변경을 자동으로 유발시킬 수도 있다.

보다 자연스럽게 보이는 머리 가마를 얻기 위해, 프로세서는 머리 가마 중심(740)으로부터 제안된 모낭 이식 장소의 거리에 기반하여 자동으로 생성된 제안된 모낭 유닛 이식 장소의 위치 및/또는 방위값을 자동으로 더 변경할 수도 있다. 더욱 자연스럽게 보이는 외모를 만들기 위해, 자동 변경은 예를 들면 초기 방위값으로부터 편차가 크면(또는 더 큰 각도 θ) 제안된 모낭 유닛 이식 장소의 배치가 머리 가마 중심으로부터 더 멀어지고, 초기 방위값으로부터 편차가 작으면 제안된 모낭 유닛 이식 장소의 배치가 머리 가마 중심으로부터 가까워지는 것을 포함할 수 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 제안된 모낭 유닛 이식 장소를 생성하고 사용자에게 디스플레이하는 것에 더하여, 시스템은 제안된 모낭, 모낭 유닛 또는 모발 이식편을 생성하고 사용자에게 디스플레이하도록 추가로 구성될 수 있다. 이런 디스플레이가 생성되면, 제안된 모낭, 모낭 유닛 또는 이식편의 길이가 프로세서 또는 사용자에 의해 미리결정되거나 사용자에 의해 입력될 수 있다. 이런 길이는 원하는 외모를 위해 변경될 수도 있다. 하나 이상의 가마를 위한 치료 계획이 환자에게 생성될 수 있다는 것은 자명하다.

모발 엘리먼트의 선택의 구현예는 이 엘리먼트와, 각각의 엘리먼트에 대한 연관된 체크 박스(check box)를 모니터 상에 리스트화(listing)하는 것으로 제공될 수 있다. 사용자가 다른 엘리먼트와 연관되기 원하는 바람직한 모발 엘리먼트의 각각을 체크하는 것에 의해 모발 엘리먼트는 그와 연관된 제어 포인트에 더하여 서로 그룹될 수 있다. 따라서 제안된 장소는 모든 연관된 엘리먼트와 그들이 연관된 제어 포인트 모두에 의해 영향을 받는다.

여러 모발 엘리먼트가 동일한 신체 표면 상에 배치될 때, 이들이 적어도 부분적으로 서로 중첩될 수 있다. 이는 도 8에 도시되어 있는데, 도 8은 환자의 두피의 이미지를 나타내고, 여기서 3개의 엘리먼트가 식별될 수 있는데, 예를 들면, 모발 패치 810, 820 및 830이 식별된다. 이들 엘리먼트는 치료 계획 시스템, 사용자 또는 이들의 조합 모두에 의해 식별될 수 있다. 이와 같은 엘리먼트의 중첩은, 사용자가 환자에게 맞춰진 이식 엘리먼트를, 이미 모발을 가진 상주(existing) 모발 엘리먼트를 고려하거나, 모발이 이미 이식되어진 엘리먼트를 회피하거나, 또는 이식이 실행되지 않는 엘리먼트는 회피하여(미리 존재하는 의학적 조건, 흉터 또는 유사한 이유로 인함), 계획하고자 할 때 생성될 수 있다. 이런 엘리먼트의 조합은 형상을 나타내지만 치료 계획 시스템에 의해 템플릿의 형태로 제공될 필요는 없다. 그러나, 중첩된 엘리먼트는 부정확한 보간 값을 가진 제안된 이식 장소의 생성을 야기할 수도 있다. 쉽게 설명하기 위해, 도 8에서 모발 엘리먼트가 식별되고, 이들은 도 9a 및 도 9b에 개락적으로 다시 도시되었다. 도 9a 및 도 9b는 3개의 모발 엘리먼트 810, 820 및 830을 나타내고 있는데, 이들은 환자 두피의 탈모 영역을 체우도록 생성되었으며, 엘리먼트들은 이미 모발이 있는 곳을 둘러싸고 있다. 도 9a에서 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 3개의 모발 엘리먼트는 중첩 정도가 다르지만 서로에 대해 중찹된다. 모발 엘리먼트 810과 820은 915로 표기된 영역에서 중첩 또는 교차하고 있으며, 모발 엘리먼트 820과 830은 925로 표기된 영역에서 중첩 또는 교차하고 있으며, 모발 엘리먼트 830과 810은 935로 표기된 영역에서 중첩 또는 교차하고 있다. 마지막으로, 3개의 모발 엘리먼트 810, 820 및 830은 945의 표기 영역에서 중첩 또는 교차하고 있다.

모발 엘리먼트(820) 내에 제안된 이식 장소가, 모발 엘리먼트 820과 830의 윤곽 상에 그리고 윤곽 내부의 제어 포인트의 파라미터에 기반한 것으로 사용자가 나타낸 것으로 가정한다. 전술한 설명에 기반하면, 제안된 이식 장소(960)는 보간 기술에 의해 생성되고, 보간 기술은 모발 엘리먼트 820과 830의 윤곽선 상의 제어 포인트의 파라미터 또는 상기 엘리먼트 내의 예를 들면 제어 포인트(80)과 같은 제어 포인트의 파라미터를 고려한다. 그러나, 제어 포인트(980)는 두개의 엘리먼트(820,830) 모두에 있고, 따라서 제안된 이식 장소(960)의 보간 값이 결정될 때 2번 고려될 것이다. 엘리먼트(820)의 윤곽선 및 이 엘리먼트 내의 제어 포인트의 값이 고려될 때 한번 고려되고, 엘리먼트(830)의 윤곽선 및 이 엘리먼트 내의 제어 포인트의 값이 고려될 때 다시 한번 고려된다. 생성된 파라미터 값이 예를 들면 밀도라면, 제어 포인트(980)가 두번 고려되었기 때문에 제안된 이식 장소의 보간된 값이 부정확하다는 것은(잠재적으로 밀도가 두배로 높음) 당연하다. 사용자가 모발 엘리먼트(820) 내의 제안된 이식 장소가 모발 엘리먼트 820, 830, 810의 윤곽선 또는 그 내의 제어 포인트의 파라미터에 기반할 것을 요청한 경우, 그 제어 포인트가 3개의 엘리먼트 내에 모두 위치된다면 일부 제어 포인트가 3번까지 고려될 수 있다는 것은 당연하다. 보간 값의 이런 방식의 계산은, 엘리먼트의 중첩이 장소의 보간값에 영향을 주게 되고, 부정확하고, 왜곡된, 또는 바람직하지 않은 값을 가진 제안된 장소 계획으로 이끌 수 있다. 이는 밀도가 고려되는 파라미인 경우 더욱 분명하다. 이런 상태에서의 치료 계획은 제안된 이식 장소(960)에 대해 기대되는 것 보다 더 높은 밀도를 제안하여, 잠재적으로 자연스러운 모발 이식으로 이어지지 않는다.

이런 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 해결책을 제시한다. 예를 들면, 모발 엘리먼트 810, 820, 830의 각각이 그들이 서로 교차하는 것에 기반하여 복수의 세그먼트로 분리될 수 있으며, 그런 세그먼트에 부린 연산자(Boolean operator)를 사용하여 엘리먼트 810, 820, 830의 조합의 실제-에스테이트(real-estate) 또는 평면배치(floor plan)를 중첩됨이 없이 재구성하는 것이다. 이는 도 9b에 도시되어 있는데, 도 9b는 3개의 엘리먼트 810, 820, 830이 식별되고, 엘리먼트(810)는 세그먼트, A, D, E 및 G의 합과 동일하고, 엘리먼트(820)는 세그먼트, B, E, F 및 G의 합과 동일하고, 엘리먼트(830)는 세그먼트, C, D, F 및 G의 합과 동일하다. 이식 장소가 모든 3개의 모발 엘리먼트 810, 820, 830에서 제안되는 것이 바람직하다면, OR 연산자가 이용될 수 있으며, 따라서 엘리먼트 A + B + C + D + E + F + G 내에서 제안된 보간된 값을 제공한다. 그러나, 모든 원하는 모발이 이미 엘리먼트 810에 이식되었다면, 차분(DIFF) 연산자가 그 영역을 제외하도록 이용될 수 있고, 따라서 엘리먼트 B + C + F 의 내에서만 제안되도록 보간값이 제공될 수 있다. 이러한 해결책은 중첩된 엘리먼트가 이식 장소의 보간 값에 과하게 영향을 주지 않는 이식 장소를 제안하는 것을 가능하게 한다.

일부 상황에서, 중첩된 영역은 도 10에 도시된 바와 같이 100 퍼센트일 수 있는데, 도 10에서 엘리먼트(1030)는 엘리먼트(1030)의 둘레를 지나 연장하는 다른 엘리먼트에 의해 완전히 중첩된다. 이런 타입의 상황은 1030으로서 표시한 엘리먼트 내에 모든 원하는 모발을 이미 이식했고, 1040으로 표시한 외측 엘리먼트로 범위를 연장하고자할 때 일어날 수 있다. 보간된 값이 엘리먼트(1030)은 제외하고 1040으로 표시된 엘리먼트에 대해서만 제안되도록 차분 연산자가 다시 한번 이용된다. 이 방식에서, 엘리먼트(1030) 내로 모발은 더 이상 이식되지 않고, 모발 이식이 아직 수행되지 않은 엘리먼트(1040)에만 모발이 이식된다. 따라서 예를 들면 문신과 유사하게 헤어 아트에 대한 기회를 가능하게 하면서 어떤 모양으로도 모발 이식을 수행하는 것을 가능하게 한다.

모발 패치의 경계를 정의하는 포인트 또는 윤곽 포인트는 3차원 좌표 시스템 내의 3차원 포인트이지만, 일부의 공식을 연산하기 위해 그리고 예를 들면 폴리곤/엘리먼트 교차를 계산하기 위해, 일부 실시예에서, 시스템은 이들 3차원 윤곽 포인트를 해당 기술분야에서 공지된 기술인 주성분 분석(principle component analysis)을 사용하여 재구성된 2차원 평면상에 먼저 투사(project)할 수 있다. 이어서 2차원 좌표 시스템에서의 좌표를 가지는 이들 투사된 2차원 폴리곤은 교차 연산을 위해 이용될 수 있다. 연산이 완료되고, 필요하다면, 2차원 좌표는 3차원 좌표 시스템으로 역 투사될 수도 있다.

이식 장소 계획에 대해 전술하여 설명하였지만, 프로시저는 장소에서의 채취에도 적용될 수 있다. 의사는 모발이 기증되는 채취 엘리먼트를 식별하고, 연관된 제어 포인트를 따라, 감소된 식별된 엘리먼트 내의 모발의 수를 감소할 것을 요청하고, 모발의 수는 밀도가 미리기증된 밀도값의 80%로 보간되는 방식으로 모발의 수가 감소된다. 본 발명을 통해 설명한 다른 구현예들이 동일하게 채취에 적용될 수 있다. 또한, 엘리먼트의 중첩은, 본 발명에서 설명한 시스템 및 방법으로부터 유리한 이전 설명한 것들과 같은 다른 프로시저에 대해서 고려될 수 있다. 예를 들면, 의사는 이 기술을 이용하여 미용적 주사(cosmetic injections) 또는 충전물이 서로 너무 가깝게 인가되지 않도록 보장하고, 주사가 연장되어지는 영역이 중첩되지 않도록 보장한다. 다른 예에서, 의사는 레이저 도포가 중첩되지 않도록 보장하는데 이 기술을 이용할 수 있다.

전방 모발라인(1110)과 모발 엘리먼트(1120)는 서로 가깝게 배치되고(도 11 참조), 치료 계획 시스템이 모발 엘리먼트(1120) 내에서만 장소를 제안하는 것도 가능하고, 엄밀히, 모발라인(1110)과 모발 엘리먼트(1120)의 경계 사이의 가시적인 갭이 있을 수도 있다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 치료 계획 시스템은 이들 사이에 공간이 없도록 하거나, 자연스럽게 보이도록 적어도 약간의 공간 존재하는 것을 보장할 수도 있고, 원하는 모발의 전체적인 물리적 모양에 순응한다. 이를 위한 목적으로, 이웃하거나 인접하는 엘리먼트 사이의 제어 포인트는 공유된다. 즉, 모발 라인(1110)과 모발 라인(1110)에 인접한 모발 엘리먼트의 경계(1120)에 따른 제어 포인트는 공유된다. 모발 링크 포인트는 이런 목적을 위해 도입된다. 하나의 모발 엘리먼트의 경계를 다른 모발 엘리먼트에 링크하기 위해, 시용자는 하나의 모발 엘리먼트의 경계 또는 둘레 상의 제어 포인트를 드래그하고 이를 다른 모발 엘리먼트의 경계 또는 둘레 상의 제어 포인트에 도킹(dock)하여 이들을 "링크"한다. 두개의 제어 포인트의 해제(disconnection) 또는 "비공유(un-sharing)"는, 예를 들면, 다른 마우스 버튼(우측-클릭)을 사용하여 링크된 제어 포인트를 "분리(separate)"하도록 드래깅하는 것에 의해 수행될 수 있다. 모발 링크 포인트는 모발라인, 모발 패치 또는 상이한 모발 엘리먼트 사이의 영역에 적용될 수 있다. 도 11에 도시된 예에서, 전방 모발라인(110)과 결합된 모발 엘리먼트(예를 들면 모발 패치)(1120) 사이에 3개의 공유된 제어 포인트, 즉 제어 포인트 1130, 1140, 1150이 있다. 이들 제어 포인트는 모발 라인(1110)을 모발 패치(1120)에 링크한다. 이런 방식에서, 공유된 제어 포인트 1130, 1140, 1150 중 하나가 업데이트되는 경우(예를 들면, 그 위치, 방향, 밀도 등을 업데이트 함), 다른 엘리먼트, 즉 모발 패치(1120) 상의 링크된 제어 포인트 역시 업데이트된다. 즉, 모발라인(1110)의 위치가 이동되면, 시스템은 모발라인(1110)에 인접한 모발 패치(1120)의 경계의 위치를 자동으로 업데이트한다. 이 방식에서, 사용자는 모발 패치(1120)을 개별적으로 변경하는 추가적인 업무를 수행할 필요가 없고, 프로세스를 계획하는 것에만 집중할 수 있다. 이는 또한 상이한 모발 엘리먼트에 속하는 인접 모발들 사이에 갭이 업도록, 또는 그 대신에 그들 사이에 자연스러운 변이(transition)가 있도록 보장한다. 라인, 패치 또는 영역의 링크는, 각종 미용 및 피부과학 프로시저와 같은 기타 프로시저에 있어서의 이들 엘리먼트의 링크에도 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들면, 눈을 윤곽수술할 때, 의사는 주름 제거 라인 상의 제어 포인트를 눈 둘레 상의 제어 포인트에 링크할 수도 있으며, 따라서 주름 제거 라인에 대해 이루어진 어떠한 변화라도 공유되고, 순차적으로 업데이트됨에 따라, 윤곽수술 계획에 도움을 준다.

모발 이식 프로시저의 연속적인 결과에 기여하는 팩터 중 하나는 전방 모발 라인의 자연스러운 모습이다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 제어 포인트에 기반하여 자연스럽게 보이는 모발라인을 생성하는 방법과, 모듈레이션(modulation) 및 보간(interpolation)의 기술이 제공된다. 이들 방법은 순차적으로 자동으로 실행되거나, 또는 사용자로부터의 도움을 가지고 실행될 수도 있다.

도 12는 제안된 이식 장소를 포함하는 제안된 모발라인의 생성에 대한 예시적인 프로세스(1200)를 도시한 흐름도이다. 프로세스(1200)는 전술한 바와 같은 프로세싱 유닛의 모듈의 구현 모듈과 같은 장치에 의해 수행될 수 있고, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수도 있다. 프로세스(1200)를 도 12 및 도 13을 참조하여 이하에 설명하도록 한다.

먼저, 단계 1210에서, 제어포인트는 기본 모발라인(1330)의 윤곽(contour) 상에서 식별되고(도 13 참조), 통상적으로는 환자 안면의 방향에서, 무엇이 환자 머리에서 모발 라인을 형성하는, 모발의 전방 열(front low) 또는 커브인지가 식별된다. 이들 제어 포인트는 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 식별되거나, 자유화를 통해 생성되거나, 및/또는 치료 계획 시스템에 의해 자동으로 제안되고 생성될 수 있다. 예시적인 목적으로, 도 13은 그런 초기 제어 포인트 1310a, 1310b, 1310c, 1310d, 1310e를 나타낸다. 이들 초기 제어 포인트 1310a, 1310b, 1310c, 1310d, 1310e는 컴퓨터 보조 설계의 분야에서 커브를 생성하는 많은 공지된 기술에 의해, 예를 들면, 베지에 인터폴레이션(Bezier interpolation) 또는 큐빅 인터폴레이션(cubic interpolation)가 같은 고차 인터폴레이션 알고리즘에 의한 인터폴레이션에 의해, 기본 모발라인(1330)을 생성하는데 이용된다. 이런 방식에서, 특정 수의 제어 포인트에 기반한, 이 실시예에서 5개의 제어 포인트 1310a, 1310b, 1310c, 1310d, 1310e에 기반한, 임의적-형상(arbitrarily-shape) 커브가 기본 모발라인(1330)의 윤곽을 정의하게 된다. 일단 기본 모발라인이 제안되면, 사용자는, 최종 기본 모발라인(1330)이 사용자가 원하는 커브가 될 때 까지 제어 포인트의 위치 및/또는 방위를 조절할 수 있다. 또한 사용자는 추가적 제어 포인트를 추가할 수도 있고 및/또는 제어 포인트 사이의 밀도 또는 공간을 조절할 수 있으며, 또는 미국특허 8,104,480호에 기재된 바와 같은 "불규칙성(randomness)" 인자(factor)를 부여할 수도 있다.

일단 기본 모발라인(1330)이 사용자의 초기 만족에 따라 생성되고 나면, 단계 1220에서, 이 기본 모발라인(1330)을 따라 이식될 모낭 유닛(1320a, 1320b, 1320c, 1320d 등)의 각각의 위치 및 방위가, 커브를 따라 기본 모발라인(1330)의 설계를 완료하기 위해 계획 모듈에 의해 자동으로 결정된다. 제안된 이식 장소는 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 제공된 밀도, 공간, 및/또는 불규칙성 파라미터에 기반하여 생성될 수 있다. 또 다시, 제안된 이식 장소가 사용자를 만족시키지 못하면, 사용자는 기본 모발라인(1330)의 보간된 이식 장소에서 원하는 변화를 얻도록 제어 포인트를 조작할 수 있다. 일부 구현예에서, 기본 모발라인의 보간된 장소는, 보간된 장소가 상주하게 되는 모발 커브를 처음 생성하는 일 없이, 생성될 수 있다.

전방 모발라인 또는 모발라인을 설계할 때, 의사는 이를 정의하는 모발의 하나 이상의 열(row)를 이용한다. 따라서 최종 모발라인의 설계는 모발의 둘이상의 열을 설계하는 것을 포함할 수 있다. 프로세스 1200의 단계 1230에서, 사용자는 사용자 인터페이스를 통하여 보간될 열의 수와, 모발라인(1330)으로부터의 변화(modulation)(즉, 감소한다면, 각각의 후속하는 열에서의 모발의 수를 얼마로 할지)를 제공할 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 사용자는 이 예에서 두개의 추가적인 모발라인의 생성과 약 70%의 변화를 요청하였다. 이 방식에서, 모발라인 1340은 미리결정된 거리(사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 제공되거나, 계획 모듈에 의해 자동으로 제안됨)만큼 기본 모발라인 1330으로부터 떨어져 생성되고, 기본 모발라인 1330보다 대략 30% 더 적은 제안된 이식 장소를 포함한다. 또한 모발라인 1350이 생성되는데 이는 모발라인 1340의 제안된 이식 장소 수의 대략 70%를 가진다.

최종 모발라인 설계가 제안되기 전에, 계획모듈은 자연스럽게 보이는 모발라인의 생성을 돕기 위해 단계를 추가적으로 더 실행한다. 단계 1250에서, 임의의 두개의 이웃하는 이식 장소의 공간, 예를 들면, 각각의 열, 1330, 1340 및 1350 내의 임의의 이웃하는 두개의 모발 상이의 공간과, 이웃하는 열(예를 들면 열 1330과 1340 또는 열 1340과 1350) 내에 위치된 모발 사이의 공간이 계산될 수 있다. 제안된 이식 장소가 사용자가 이전에 제공한 식별된 공간 보다 가깝다면, 제안된 이식 장소의 위치는 이를 수정하도록 자동으로 조절될 수 있다. 추가적으로 불규칙성 인자(1260)가 추가적으로 인가될 수 있다. 이들 추가적 단계가 실행되면, 미리 결정된 수의 모발의 열과, 변화(modulation)와, 불규칙성 인자를 가진 최종의 모발라인이 얻어진다.

모발 이식 프로시저의 성공적인 결과에 기여하는 다른 인자(factor)는, 환자 머리에서의 모발 밀도의 자연스러워 보이는 모습이다. 본 발명의 다른 양태에 따르면, 제어 포인트에 기반한 이식 장소의 자연스럽게 보이는 보간된 밀도를 생성하는 방법(및 대응하는 프로세서 시스템)이 제공된다. 이들 방법은 순차적으로 자동으로 수행되거나 사용자로부터의 지원을 받아 수행될 수 있다.

도 14는 본 발명의 다른 양태에 따른, 밀도 보간에 기반한 내부 이식 장소의 생성을 위한 예시적인 프로세스(1400)를 나타낸 흐름도이다. 프로세스(1400)는 전술한 바와 같은 프로세스 유닛의 구현 모듈 등의 장치에 의해 수행되는데, 이는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 그 조합으로 구현될 수 있다. 프로세스(1400)는, 3차원 좌표 시스템에서 내부 이식 장소를 보간하기 위해 시도하기 보다는, 모발 엘리먼트의 3차원 좌표를 2차원 좌표 시스템으로 투사하고, 2차원 좌표 시스템 내에서 내부 이식 장소를 순차적으로 보간한다. 보간된 내부 이식 장소는 이어서 다시 3차원 좌표 시스템으로 투사되고, 이들은 환자의 3차원 모델 상에 묘사된다. 제안된 프로세스의 예를 도 14, 15 및 16을 참조하여 설명한다.

프로세스(1400)의 초기 단계(1410) 중 하나는 내부 이식 장소가 생성될 모발 엘리먼트(예를 들면, 모발 패치)에 대한 제안된 이식 장소 사이의 공간을 결정하는 것이다. 이것이 결정될 수 있는 많은 다양한 방법이 있는데, 그 중 하나는, 본 발명에 따르면, 밀도 정보(사용자에 의해 사용자 인터페이스를 통해 제공되거나, 프로세싱 유닛에 의해 계산될 수 있음)를 공간 정보(spacing information)로 변환하는 것이다. 예를 들면, 모발의 패턴이 삼각형인 것으로 가정된다면, 밀도를 공간 정보로 변환하기 위한 하나의 이용가능한 공식은 다음과 같을 수 있다.

, 여기서, 이식 장소로부터 인접한 이식 장소의 공간은 그들이 인접하는 이식 장소의 밀도에 기반한다. 다른 공식이 이용될 수도 있다는 것은 자명하며, 이들은 특정 상황에 전용(tailored)될 수도 있다. 예를 들면, 어떤 공식은 모발의 패턴을 삼각형보다는 정방형으로 가정하는 것에 적합할 수 있으며, 따라서 이런 정보를 반영하기 위해 공식이 변경되는 것이 요구된다.

공간 정보를 결정함으로써, 모발 패치 형태로 모발 엘리먼트가 식별된다. 이 모발 패치는 외측 경계 커브를 포함하는데, 이는 하나 이상의 윤곽 포인트에 의해 정의될 수 있다. 모발 패치는 원형, 타원형, 폴리곤 또는 기타 다른 형태와 같은 통상의 형태를 가질 수 있고 또는 커스텀화될 수 있다. 형태가 관계없이, 식별된 모발 패치는 환자의 머리 위에 있어야 하므로, 평탄면 또는 2차원(2D) 표면을 포함하지는 않으며, 3차원 요소를 포함하도록 의도된다. 본 발명의 이러한 양태를 구현함에 있어서, 단계 1420은 3D 좌표 시스템에서 외측 경계 커브를 정의하는 3D 윤곽 포인트를 2D 좌표 시스탬 내의 2D 이미지 상에 투사하는 단계를 포함한다. 이 단계를 실행하기 위한 방법은 당업자에게 공지되어 있으므로 본 명세서에서는 생략하도록 한다. 설명의 편의를 위해서, 도 15에 도시한 바와 같이 2D 좌표 시스템에서의 최종적인 경계 커브 1510과 윤곽 포인트 1520a, 1520b, 1520c, 1520d가 이용된다. 하나의 구현예에서, 윤곽 포인트는 제어 포인트를 추가적으로 포함할 수 있으며, 그 목적에 대해 이하에 설명하도록 한다.

단계 1430은 2D 좌표 시스템 에서의 우호 이식 장소의 생성하는 단계를 포함한다. 이 일을 수행하기 위한 다양한 구현예가 존재한다는 것은 당업자에게 자명하다. 이들 중 하나는 주축(primary axis)(1530)을 식별하고 주축(1530)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하고, 내부 이식 영역(도 15에서 1540으로 식별됨)의 다른 측 상의 경계 커브(1510)의 일부분을 향해 제안된 내부 이식 장소를 가로지르면서, 도 15에서 흰색의 원형의 피처로 도시된 후보 장소(1550)을 생성한다. 주축(1530)은 그로부터 방향이 제안될 수 있는 임의의 축이다. 일실시예에서, 주축은 모발 패치의 가장 긴 치수를 따라 또는 그와 평행하게 위치되며, 따라서 경계 커브(1510)에 의해 정의되는 내부 이식 여역 내에 제안되는 모발의 더 적은 "라인"을 요구하게 되고, 잠재적으로 프로세스 시간이 줄어든다. 후보 장소(1550)는 모낭 유닛이 이식될 수 있는 제안 장소를 나타낸다. 2D 좌표 시스템내 후보 이식 장소의 생성은 도 15에 도시된 바와 같이 사각형으로 가정된 장소 패턴에 기반할 수 있지만, 삼각형 배치, 또는 본 발명의 범위 내에서 기타 다른 시뮬레이션 패터에 기반할 수 있다.

2D 좌표 시스템 내에 후보 이식 장소를 생성함으로써, 계획 모듈은 모발 패치에 대한 제안된 이식 장소들 사이의 공간을 결정하는 공식을 이용한다. 그러나, 이를 위해 제어 포인트가 필요할 수도 있다. 이들 제어 포인트는 이산적인 제어 포인트일 수 있고, 이들은 예를 들면 전술한 바와 같은 윤곽 포인트를 포함할 수 있다. 이 특정 실시예에서, 윤곽 포인트 1520a, 1520b, 1520c, 1520d가 제어포인트로서 추가적으로 기능하는 데, 제어 포인트 1520a, 1520b는 cm² 당 40개 모발의 연관 밀도 값을 가지며, 제어 포인트 1520c, 1520d는 cm² 당 20개 모발의 연관 밀도 값을 가진 것으로 가정한다. 따라서 주축(1530)을 따라, 제안된 이식 장소의 각각에 대한 보간된 밀도값은 1520a 에서 40/ cm² 내지 1520d에서 20/ cm² 의 범위에 있고, 결과적으로 보간된 공간값(단계 1440)에서 이는 1520a에 가까운 끝단에서의 모발 사이의 공간 값은 작아지게 되고(고밀도), 1520d에 가까운 끝단에서의 모발 사이의 공간 값은 커지게 된다(저밀도). 후보 이식 장소의 각각은 그와 연관된 보간된 밀도 값을 가지며, 따라서 또한 그와 연관된 공간 값을 가지게 되고, 공간값은 원하는 밀도 보간 값을 획득하기 위해 필요한 최소 공간을 나타낸다.

도 15를 참조하면, 제어 포인트 1520a로부터 유도된 정보에 기반하여, 후보 이식 장소(1560a)(검정 원 형상으로 도시됨)가, 바람직한 보간된 값을 달성하도록 공간 값 기준을 충족시키는 가장 근접한 후보 장소인지 결정될 수 있다. 제어 포인트와 후보 이식 장소 1560a 사이의 다른 후보 장소는 너무 가깝다. 후보 이식 장소인 1560a가 이식에 이용가능한 것으로 결정되면, 가상 원(1570a)이 1560a를 중심으로 그려지고, 원의 직경은 보간에 의해 결정되어진 연관 밀도 값을 가진 이 특정 장소에 대한 공간 값 공식에 의해 결정된다. 단계(1450)는 이식에 이용가능하지 않은 후보 장소를 식별하는 것을 보조한다. 원(1570a) 내에 있는 후보 장소는 제안된 이식 장소 1560a에 너무 근접한 것으로 고려된다. 계획 모듈은, 주축(1530)에 실질적으로 평행하고 모발 영역 경계 커브(1510) 내에 있는, 제안된 이식 장소 1560a와 동일한 열 내에서 다음번 이용가능한 후보 이식 장소를 식별하는 오퍼레이션을 실행하도록 구성된다. 도 15에 도시된 바와 같이, 후보 이식 장소 1560b는 모낭 유닛이 이식되어질 제안된 이식 장소로 된다. 이전과 같이, 이 제안된 이식 장소 1560b 역시 전술한 바와 같이 보간에 의해 결정되어진 연관 밀도 값에 기반하여 공식으로부터 계산되는 그와 연관된 공간 값을 가진다. 그러나, 도 15에 도시된 바와 같이, 공간 값은 제안된 이식 장소 1560a과 연관된 공간 값 보다 크며, 도시된 바와 같이, 제안된 이식 장소 1560b를 중심으로 한 가상 원은 제안된 이식 장소 1560a에 대해 그려진 것 보다 더 큰 직경을 가진다. 다시, 계획 모듈은 주축(1530)에 실질적으로 평행하고 모발 영역 경계 커브(1510) 내에 있는, 제안된 이식 장소 1560a와 1560b와 동일한 열 내에서 다음번 이용가능한 후보 이식 장소를 식별하는 오퍼레이션을 실행하도록 구성된다. 도 15에 도시된 바와 같이, 후보 이식 장소 1560c는 모낭 유닛이 이식되어질 제안된 이식 장소로 된다. 이 프로시저는, 주축(1530)에 평행하지만 주축으로부터 이격되어 경계 커브(1510)의 반대측으로 이동하는 방향으로, 열을 따라 반복되고, 이어서 이 프로시저는 제안된 이식 장소의 다음번 열이 식별됨에 따라 다시 시작된다. 이런 방식으로, 모든 제안된 이식 장소가 식별되고 생성된다(단계 1460). 전술한 설명으로부터, 모발 패치의 고밀도 끝단을 향해서 더 많은 제안된 이식 장소가 식별되고 생성될 수 있다는 것은 자명하며, 여기서 단부에는 제어 포인트 1520a가 위치된다. 모발 패치의 저밀도 단부를 향해 더 적은 제안된 이식 장소가 식별되고 생성되며, 여기서 단부는 제어 포인트 1520d가 위치된다.

전체 모발 패치가 이런 방식으로 이주될 때까지 상기 프로세스가 반복되어, 공간 값을 보간하고, 이용불가능한 장소 위치를 결정하고, 제안된 이식 장소 위치를 생성한다. 이 프로세스의 결과가 도 16에 도시되며, 여기서 윤곽 포인트(1620)는 경계 커브(1610) 상에서 제어 포인트로서 기능하며 생성될 내부 제안된 이식 장소를 제공한다.

일단 프로세스가 완료되면, 단계 1470에서, 2D 좌표 시스템에서 외측 경계 커브를 정의하는 2D 윤곽 포인트와, 제안된 이식 장소(예를 들면 제안된 이식 장소 1560a, 1560b, 1560c, 1560d)의 모든 2D 좌표가 3D 좌표 시스템으로 역으로 투사되다. 이 단계를 수행하기 위한 방법은 당업자에게 잘 알려져 있으므로 이에 대한 설명은 생략한다. 이 방식에서, 밀도 보간에 기반한 내부 이식 장소의 생성이 제공된다.

일반적으로, 전문지식의 영역에서, 환자에게 얻고자 하는 외관에 대해 의사는 이를 알고자 하거나 그에 대한 아이디어를 이미 가지고 있다. 이런 지식은 현재의 환자, 글들이 치료한 다른 환자, 다른 이들의 사진 또는 다른 정보로부터 기반할 수 있다. 따라서, 제한된 수의 템플릿으로부터 선택하기 위해 노력하거나, 방대한 수의 템플릿을 웨이드(wade) 하거나, 또는 프로세서가 모발 엘리먼트를 자동으로 생성하는 것 보다는, 도 17a에 도시된 것 처럼 전방 모발 라인(또는 모발 라인)(1710)인지 아니면 도 18a에 도시된 것 처럼 모발 패치(1810) 형태의 모발 경계 커브인지, 사용자는 원하는 모발 엘리먼트를 수동으로 생성하는 것이 바람직할 수도 있다. 의사가 독창적인 커스텀화된 치료 계획을 제공하는 것을 가능하게 하도록 이용될 수 있는 방법의 예가 도 20에 흐름도로서 도시된다. 그러한 제안된 모발 엘리먼트의 수동 생성은 다양한 방법으로 얻어질 수있는데, 예를 들면, 스타일러스 펜과 같은 장치를 터치 스크린, 이미지 캡처 보드, 또는 기타 유사한 장치와 조합하여 자유화에 의해 얻어질 수 있다. 대안적으로, 사용자는 원하는 모발 엘리먼트를 그리기 위해 마우스와 같은 이력 장치의 다양한 클릭을 드래깅 모션과 조합하여 이용할 수도 있다. 그러나 생성되고 나면, 즉, 시스템이 신체 표면의 3D 모델을 사용자에게 디스플레이하면(도 20의 단계 2005), 사용자는 이어서 입력 장치를 통하여 자유화 그림으로부터 제안된 모발 엘리먼트의 2차원 사용자 입력(그림 또는 트래이스(trace)의 형태)를 제공할 수 있다. 이 제안된 모발 엘리먼트는 환자 머리의 탈모 영역을 둘러싸고 또는 탈모 영역 내에 그려질 수 있고, 또는 하나 이상의 현존하는 모발 이식편을 가진 영역에 중첩할 수도 있다. 시스템(예를 들면 프로세서)이 이 정보를 수신하면(도 20의 단계 2010), 본 발명의 일부 실시예에서, 이는 원 또는 타원과 같은 각각의 자유화를 부드러운 기하학적 형상으로 변환하기 위해 하나 이상의 샤프(sharp)/라인(line) 인식 알고리즘을 이용할 수 있다. 프로세서는 부수적으로 이 단계에서 하나 이상의 스무딩 모듈(smoothing modules)을 이용하여, 불안정한 손 동작에 기인하는 떨림(wobbles) 또는 미동(tremor)으로부터의 노이즈를 포함하는 노이즈를 제거하여, 라인의 나타남을 보다 명확하게 만들 수 있다. 이 특정 단계를 수행하는 방법은 당업자에게 잘 알려져 있으므로 이에 대한 설명은 생략한다. 본 명세서에서 식별된 특정 단계는 일반적으로는 당업자에게 잘 알려져 있지만, 본 명세서에서 설명된 제안된 방법은 신규하고 진보적이다. 본 발명의 방법의 단계들의 조합은 어떠한 적당한 순서로도 수행되고 구현가능하다.

입력 장치의 사용자 입력 또는 트래이스(예를 들면 자유화 그림)가 기록되면, 프로세서는 2D 트래이스 또는 사용자 입력을 3차원 좌표 시스템 내에서 환자의 3D 모델 상의 위치로 전환하고, 3D 트래이스가 생성되면, 이는 사용자에게 디스플레이된다(도 20의 단계 2015). 3D 트래이스의 생성은 사용자에게 최적으로 나타나지 않을 수도 있으며, 3D 영역 내에서 기대한 만큼의 넓은 영역에 걸치지(spanning) 않을 수도 있다. 많은 변경이 요구되던지 간에, 사용자는 2차원 입력을 제공할 수 있고, 시스템에 의해 3차원 생성 또는 식별된 직선 또는 속선의 좌표를 가질 수 있다. 또한 사용자는 하나의 직교 뷰(orthogonal view) 상에 이 입력만을 제공할 수도 있으며, 원하는 결과를 얻기 위해 하나의 뷰 이상에 입력을 제공할 필요가 없다. 전술한 바와 같이, 이는 2차원 위치를 3차원 모델에 투사하고, 그 교차 지점을 계산하는 기술에 의해 얻어질 수 있는데, 이는 다른 방법을 통해서도 얻어질 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다. 프로세서는 부가적으로 이 단계에서 노이즈를 제거할 수도 있다.

본 발명의 일 양태에서, 환자의 3D 모델 상에 제안된 모발 엘리먼트를 정확하게 표시하기 위해, 프로세서는 수신된 입력이 개방된 커브인지 폐쇄된 루프인지를 판단할 수도 있다(도 20의 단계 2015). 이 단계는 2D 사용자 입력에 기반하여 2D 평면에서 또는 3D 좌표 시스템에서 수행될 수도 있다. 이를 달성하는 하나의 방법은 트래이스 상에서 최초 및 최종 포인트를 비교하는 것이다. 2D 제안된 모발 엘리먼트를 생성하기 위해 사용자가 하나의 실질적으로 중단됨이 없는 손동작(hand motion)을 제공한다고 가정하고, 도 17a에 도시된 것 처럼 트래이스의 최초 포인트(제1 포인트)(1715)와 최종 포인트(1720)가 미리결정된 거리 이상 떨어진다면, 제안된 모발 엘리먼트는 모발 라인을 나타내는 것으로 가정될 수 있다. 한편, 도 18a에 도시한 것 처럼, 트래이스의 최초 포인트(1815)외 최종 포인트(1820)가 미리결정된 거리 미만으로 떨어지거나 미리결정된 거리와 동일하면, 제안된 모발 엘리먼트는 폐쇄된 루프 또는 모발 패치를 나타내는 것으로 가정될 수 있다. 프로세서는 모발 라인 또는 모발 패치의 형태로 제안된 모발 엘리먼트를 적절하게 생성하고 디스플레이한다. 2D 제안된 모발 엘리먼트를 생성하기 위한 손동작은 중단된 손동작(interrupted hand motion)을 포함하거나, 또는 여러 세그먼트를 포함함에 따라 파쇄된 라인(broken line) 또는 파쇄된 경계가 생성되는 경우, 프로세서는 커브를 따른 인접한 포인트 사이의 거리가 서로 미리결정된 거리 이상 떨어져 있는지 판정하고, 따라서 파쇄된 라인이 온전한 라인으로 의도된 것인지를 판정한다. 어느 경우에 있어서도, 3D 모델 상에서 생성되고 디스플레이되는 제안된 모발 엘리먼트가 부정확한 경우, 사용자가 이를 조절할 수도 있다.

3D 모델 상에 제안된 모발 엘리먼트를 자동으로 생성함으로써(단계 2020), 복수의 제어 포인트가 제안된 모발 엘리먼트에 기반하여 프로세서에 의해 자동으로 생성된다. 3D 모델 상에서 수행되는 단계를 설명하였지만, 이 단계는 2D 또는 3D 모델 중 어느 하나에서 수행될 수 있다는 것은 자명하다. 이를 달성하는 많은 방법이 있는데, 예를 들면 2D 또는 3D 커브 근사 알고리즘(approximation algorithm)을 이용하고, 가급적이면 적은 포인트를 이용하여, 2D 또는 3D 커브에 가장 잘 맞는 폴리곤 기하학 구조를 발견하는 것에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 기술을 이용함으로써 사용자 입력을 더 허용할 수 있고, 사용자 입력에 폴리곤을 얼마나 면밀하게 일치시킬 것인지 특정할 수 있고, 따라서 이는 2D 또는 3D 커브로부터의 폴리곤 기하학구조의 편차(deviation)의 크기가 커스텀화되는 것을 허용한다. 일단 최적합(best fit) 폴리곤 기하학구조가 생성되어지면, 프로세서는 폴리곤 기하학구조가 연결될 때 포인트인 키 피처 포인트(key feature point)를 식별하고, 식별된 키 피처 포인트에 기반하여, 복수의 제어 포인트(1725,1825)를 생성한다(단계 2025). 피처 포인트와 제어 포인트는 일치하거나 일치하지 않을 수도 있다. 부수적으로, 추가 제어 포인트인 1730과 1830이, 예를 들면, 보간 기술/알고리즘을 이용하여 생성된 제어 포인트 1725과 1825에 기반하여 생성될 수 있다. 그런 보간 기술은 이에 한정되는 것은 아니지만 예를 들면 베지에 리프리젠테이션(Bezier representation) 및 카디널 스프라인 알고리즘(cardinal spline algorithms)을 포함할 수 있다. 이들 제어 포인트 1725, 1730, 1825, 1830 각각은 그와 관련된 위치 값을 가지며, 복수의 제어 포인트의 3D 위치를 제공하며, 예를 들면, 모발라인(전방 모발라인 등)에 대해서, 적어도 2개의 제어 포인트를 정의하는 것이 바람직하고, 모발 패치에 대해서, 적어도 3개의 제어 포인트를 정의하는 것이 바람직하다. 제어 포인트 각각에 연관된 방위 값(orientation values)은 사용자에 의해 제공될 수도 있다. 방위값은, 제어 포인트의 각각에 대해, 모두에 대해, 또는 제안된 모발 엘리먼트에 대응하는 제어 포인트의 서브셋트에 대해 제공될 수도 있다. 대안적으로, 프로세서는 제어 포인트 각각에 대해 방위값을 할당할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 있어서, 프로세서는 각각의 제어 포인트와 연관된 초기 방위를 자동으로 결정할 수도 있다. 이런 자동 결정은 3D 모델의 하나 이상의 피처를 고려할 수 있다. 예를 들면, 방위는 코, 눈 및/또는 귀가 환자의 3D 모델 상에 어디에 위치되어 있는지를 고려할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 초기 방위는 미리결정된 각도일 수 있는데, 예를 들면, 초기 방위는 환자의 코로부터 멀어지는 방향으로, 그리고 환자의 뒷 방향을 따라 할당될 수 있다. 본 발명의 다른 양태에서, 각각의 제어 포인트에 연관된 초기 방위는 하나 이상의 현존하는 모낭 유닛의 적어도 일부분에 기반할 수도있다. 전술한 실시예에서와 같이, 초기 방위 값의 각각 또는 임의의 것에 다한 변형이 가능하다.

각각의 제어 포인트의 위치 및 방위 값에 따라, 프로세서는 이들 복수의 제어 포인트에 기반하여 제안된 모낭 유닛 이식 장소 또는 제안된 채취 장소를 자동으로 생성하고 디스플레이할 수 있다(단계 2030). 결과적으로, 이식 장소 또는 채취 장소가 생성되는데, 이들은 모발 경계 커브(1810)에 의해 경계된 영역 또는 실질적으로 모발 라인(1710)을 따른 영역 내에 위치된다. 도 17b 및 도 18b에 도시된 바와 같이, 시스템 및/또는 프로세서는 추가적으로 제안된 모낭 유닛, 모낭 또는 이식편(grafts)(1750,1850)을 생성하고 사용자에게 디스플레이하도록 더 구성될 수 있다. 그런 디스플레이가 생성된다면, 제안된 모낭 유닛, 모낭 또는 이식편의 길이는 프로세서 또는 사용자에 의해 미리결정될 수도 있고, 사용자에 의해 입력될 수도 있다. 이런 길이는 원하는 모습을 생성하도록 변경될 수도 있다.

그러한 수동 또는 자유화의 사용은 제안된 채취 장소, 모낭 유닛 이식 장소의 생성을 안내하거나 영향을 주도록 더 이용될 수 있으며, 그들의 위치, 방위 및/또는 밀도를(에) 안내 또는 영향을 미친다. 본 발명의 이 양태는 도 19a 및 도 19b를 참조하여 설명되는데, 도 19a는 모발 패치를 정의하는 모발 경계 커브(1905)를 손으로 그린 2D 그림을 나타낸다. 원하는 위치에 컴퓨터 시스템이 머리 가마 중심을 생성하거나 또는 의사 스스로에 의존하여 머리 가마 중심을 위치시키기 보다는, 의사가 머리 가마를 생성하기를 원한다면, 의사는 대신에 2D 사용자 입력을 제공하기 위해 선택을 하고, 대체적으로 후속하여 제안된 모낭 이식 장소가 뒤따르는 일반적인 패턴, 플랜(plan), 또는 가이드를 함께 나타내는 복수의 커브(1910)를 식별한다. 이런 방식으로, 사용자는 머리 가마 중심을 식별할 필요가 없지만, 추가적인 사용자 입력, 즉 커브(1910)의 도움으로, 이런 머리 가마 중심이 위치되는 곳의 위치를 정의할 수 있다. 의사는 방향에 있어서 더 큰 또는 더 적은 편차의 영역을 추가적으로 나타낼 수 있다. 도 19a 및 도 19b에 도시된 바와 같이, 의사는 커브의 끝단이 "머리 가마의 중심(1915)"에 매우 근접하고, "가마의 중심(1915)"에서 보다는 모발 경계 커브(1905)에 의해 윤관된 단위 면적에서 이들이 방위를 보다 급격하게 변화시키도록 그림을 그린 것을 볼 수 있다. 추가적인 사용자 입력은 하나 이상의 커브를 포함할 수 있으며, 하나 이상의 커브는 대략적인 직선을 포함할 수 있으며, 본 명세서에서 커브라는 용어는 그런 모든 변화를 포함하는 것으로 고려될 수 있다.

전술한 바와 같이, 시스템(프로세서 포함)은 하나 이상의 형상(shpae)/라인(line) 인식 알고리즘을 이용할 수도 있으며, 이 알고리즘은 추사적인 자유화 직선 또는 커브를 부드러운 기하학적 직선 또는 곡선으로 변화시킨다. 프로세서는 부가적으로 이 단계에서, 하나 이상의 스무딩 모듈의 수단에 의해 보다 세밀한 곡선 및 커브 형상을 만들기 위해, 불안정한 손 움직임에 의해 기인하는 떨림(wobbles)으로부터의 노이즈를 포함하는 노이즈들을 제거할 수도 있다. 사용자 입력 또는 입력 장치의 트래이스를 기록함으로써, 프로세서는 2D 트래이스 또는 사용자 입력을 환자의 3D 모델 상에서 3D 좌표 시스템 내의 위치로 변환한다. 전술한 바와 같이, 프로세서는 이 단계에서 부가적으로 노이즈의 처리(medication) 및 제거를 허용할 수 있다.

3D 모델 상에 모발 경계 커브(1905) 및 추가적 커브(1910)을 생성함으로써, 제어 포인트는 제안된 모발 경계 커브(1905) 및 커브(1910)의 각각에 기반하여 프로세서에 의해 자동으로 생성된다. 이는 몇가지 방법을 통해 획득될 수 있다. 전술한 바와 같이, 3D 커브 근사 알고리즘은 가급적이면 적은 포인트를 사용하여 3D 모발 경계 커브(1905)에 최적합 피트(fit)를 제공하는 폴리곤 기하학 구조를 찾는데 이용될 수 있다. 커브(1910)와 관련하여, 3D 모델 상에 제안된 모발 커브를 생성하는 프로세스에서, 프로세서는 폐쇄 커브보다는 각각이 두개의 끝단을 가진 개방된 커브 또는 라인으로서 이들 커브들의 각각을 식별한다. 예를 들어, 3D 커브 근사 알고리즘을 사용하여, 프로세서는 가급적이면 적인 포인트를 이용하여 3D 커브에 최적한 피트를 제공하는 폴리곤 기하학구조를 발견하도록 구성된다. 특정 예에서, 3D 커브는 3D 커브 1910a의 제1 끝단 1920에서의 제1 포인트와, 3D 커브의 제2 끝단 1925에서의 제2 포인트와, 제1 끝단과 제2 끝단 사이의 대략 중간인 제3 포인트 1930을 이용하여 근사될 수 있다. 이들 포인트는 각각 그와 연관된 대응하는 위치 값을 가진 제어 포인트로서 이용될 수 있다.

각각의 제어 포인트와 연관된 방위값은 사용자에 의해 제공될 수 있다. 방위값은, 예를 들면 각각의 라인 1910과 연관된 것, 그리고 모발 경계 커브 1905와 연관된 것과 같은, 각각의 개별적인 제어 포인트 또는 제어 포인트의 서브세트에 제공될 수 있다. 대안적으로, 단일 방위값이 모든 제어 포인트에 할당될 수 있다. 대안적으로, 프로세서는 각각의 제어 포인트에 방위값을 할당할 수도 있다. 본 발명의 일양태에서, 프로세서는 전술한 도 7b와 연관하여 설명한 방식으로 모발 경계 커브(1905)에 대해 방위값을 할당할 수 있다. 본 발명의 다른 양태에서, 프로세서는 각각의 제어 포인트에서 커브에 대한 탄젠트(gagent)의 각도를 결정하는 것에 의해 모발 커브(1910)의 각각 상의 각각의 제어 포인트에 대해 방위값을 할당할 수도 있다. 탄젠트 각도는 도 19b에서 화살표에 의해도시된다. 이 자동 결정은 3D 모델로부터의 적어도 하나 이상의 피처를 추가적으로 고려할 수도 있다. 예를 들면, 방위는 코, 눈 및/또는 귀가 환자의 3D 모델 상에 어디에 위치했는지를 고려하거나, 하나 이상의 현존하는 모낭 또는 모발 이식편을 고려할 수도 있다. 전술한 실시예에서, 초기 방위값의 각각 또는 임의의 것의 변경이 가능하다.

각각의 제어 포인트의 위치 및 방위값에 의해, 포로세서는 복수의 제어 포인트에 기반하여 모낭 유닛 이식 장소를 자동으로 생성하고 디스플레이할 수 있다. 결과적으로, 예를 들면, 이식 장소는 모발 경계 커브(1905)에 의해 경계된 영역 내에 위치해서 생성되고 커브(1010)에 의해 영향을 받는다. 도 19b에 도시된 바와 같이, 시스템 및 프로세서는 추가적으로, 모발 이식편으로서 일반적으로 언급되는, 제안된 모낭 또는 모낭 유닛을 생성하고 사용자에게 디스플레이할 수도 있다. 그러한 디스플레이가 생성되면, 제안된 모발 이식편의 길이가 프로세서 또는 사용자에 의해 미리결정될 수 있고, 또는 사용자에 의해 입력될 수 있다. 그런 길이는 원하는 모습을 생성하기 위해 변경될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 전술한 도 19b에서 설명된, 제어 포인트 및/또는 모발 경계 커브, 및/또는 모발 라인, 및/또는 커브는 이어서 사용자의 뷰로부터 제거되고, 그의 치료 계획이 환자 상에서 개략적으로 어떻게 보일지를 의사가 볼 수 있게 한다. 자유화의 어플리케이션 또는 원하는 모발 라인 및/또는 커브의 수동 생성은 본 발명에서의 실시예와 다양한 도면을 참조하여 설명한 기타 기술과 계획 방법과 조합될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다. 예를 들면, 의사는 서로 연관되거나 서로 링크된 모발 엘리먼트를 식별하기 위해 자유화를 이용할 수도 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 치료 계획을 향상시키기 위한 추가적인 방법 및 시스템이 제공된다. 제안된 이식 장소의 계획이 생성되고, 원하는 결과를 얻기 위해 요구되는 프로시저의 회수를 사용자가 계획하는 것을 가능하게 함으로써, 치료 계획 시스템은 치료 프로세스를 최적화할 수 있다. 미국특허 8,388,631호에 기재된 바와 같이, 신체 표면에 따라 장력을 생성하는 피부 장력기(skin tensioner)는, 예를 들면 신체 표면의 다양한 위치로부터 모낭 유닛(FU)을 채취하는 등과 같은, 신체 표면의 다양한 프로시저가 용이해지도록 이용될 수 있다. 이런 장력 장치는 다양한 형상과 크기를 가질 수 있고 신체 표면의 특정 엘리먼트에 맞도록 구성될 수 있다.

사용자 인터페이스 상에 적어도 하나의 이식 엘리먼트(또는 부위(region))(통상적으로 복수의 이식 엘리먼트임)를 생성하고 디스플레이하고, 모델링 소프트웨어는 다양한 알고리즘을 이용하여, 제안된 이식 또는 치료 영역을 커버하도록, 하나 이상의 부위 로케이터, 일부 실시예에서는 피부 장력기의 기호(representation)를 생성하고 중첩시킨다. 부위 로케이터는 본 발명에 따른 다양한 방법을 구현하는데이용될 수 있는 이미지-안내 시스템을 다이렉팅(directing)하기 위한 기점(fiducials) 또는 마커를 유지하는데 이용될 수 있다. 최적화 알고리즘은 치료 프로시저에 이용될 수 있는 장력기의 전체 수를 최소화하고, 장력기 사이의 중첩 영역을 최소화하고, 환자에게 요구되는 세션(sessions)의 수를 잠재적으로 감소시키도록 동작한다.

이를 위해서, 사용자는 그들이 사용하기 원하는 부위 로케이터 또는 장력기의 최대수, 장력기의 종류, 장력기의 크기 등과 같은, 부위 로케이터 또는 장력기에 대한 일부 제약(constraints)을 제공할 필요가 있을 수도 있다. 이는 사용자 인터페이스를 통해서 수행될 수 있다. 부수적으로, 사용자는 컴퓨터에 의해 생성된 계획을 수동으로 조정하여, 제안된 치료 계획을 수행함에 있어서 사용자에 의해 채택되어지는 장력기의 수와 배치를 지시할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 현존하는 상처를 악화시키는 것을 피하도록 장력기의 제안된 위치를 조정할 수도 있다.

도 21a 및 도 21b는 두개의 상이한 치료 계획을 사용자가 수행할 수 있도록 생성될 수 있는 장력기의 오버레이를 도시한 도면이다. 도 17a에서, 제안된 이식 엘리먼트는 환자 두피의 탈모 영역을 차지하는 영역을 포괄하고(span), 4개의 장력기 2110a, 2110b, 2110c, 2110d의 사용을 필요로 한다. 한편, 도 17b에서, 제안된 이식 엘리먼트는 더 적은 영역을 포괄하고, 단 3개의 장력기만을 필요로 한다.

당업자에게 자명하겠지만, 이와 같은 기능성을 제공하도록 활용될 수 있는 많은 알고리즘이 존재한다. 본 발명이 이 양태의 일례에서, 프로세싱 유닛은 그 정보에 기반하여 조합된 모발 엘리먼트의 외측 윤곽과, 장력기의 크기를 결정하 ㄹ수 있고, 외측 윤곽 이내의 전체 영역이 장력기에 의해 커버되도록 장력기의 하나 이상의 묘사(representation)를 배치한다. 본 발명의 이 양태의 실시예에 있어서, 프로세스 유닛은 미리결정된 제한된 수의 이식장소를 가지거나 또는 가지지 않은 영역을 둘러싸는 가상적인 장력기(virtual tensioner)는 고려로부터 제외한다.

본 발명의 이 양태의 다른 실시예에 있어서, 결합된 모발 엘리먼트에 의해 도포된 영역은 격자 섹션으로 가상적으로 분할될 수 있고, 선형대수비용함수(linear algebra cost function)가 격자 포인트의 커버리지를 최적화하는데 이용될 수 있다. 예를 들면 장력기의 수, 장력기의 위치, 장력기의 크기를 포함하는, 그러나 이에 한정되지 않는 하나 이상의 파라미터의 세트를 활용함으로써, 파라미터들의 값들의 어떤 특정한 조합의 목표값(objective value)을 나타내는 값이 할당될 수 있다. 목표값은 하나 이상의 파라미터가 주로 높게 가중되고, 어떤 특정 상황에서 더 높은 값을 가지는 것에 의존하여 변화될 수 있다. 예를 들면, 적은 수의 대형의 장력기가 특정한 치료 계획에 대해 이용될 수 있다고 하더라도, 값은 작은 장력기가 더 큰 값을 가지도록 구성될 수 있고, 그에 따라 목적값은 그러한 상황에서 높게 발견될 수 있다. 예를 들면, 이는 치료 계획이 어린이 또는 머리가 작은 환자에서 실행되는 경우에 해당하며, 작은 크기의 장력기 또는 부위 로케이터를 이용하는 것이 큰 크기를 갖는 것을 이용하는 것보다 용이하다.

본 발명의 이 양태를 이용할 때, 치료 계획은 따라서 제안된 장소 위치/방위와 장력기의 위치/방위의 측면에서의 치료 계획을 포함한다. 일단 전체 계획이 의사, 사용자 및/또는 환자의 기대를 충족시키면, 사용자는 이어서 치료 계획을 실제 환자에게 등록한다. 일부 실시예에서, 이는 환자 상의 하나 이상의 마커 또는 환자 상의 하나의 장치를 식별하기 위해 하나 이상의 카메라를 이용하는 것에 의해 수행될 수 있다. 마커는 환자에게 부착된 리플렉터(reflector), 환자에게 그려진 잉크 마크(ink mark), 환자의 아나토미(anatomy), 장력기 그 자체(또는 그 어떤 부분)일 수도 있다. 대안적으로, 마커는 의사에 의한 모발 이식 프로시저에서 이용되는 신체 표면 장력 장치 상의 마킹일 수도 있다. 식별된 마커는 환자의 이식 부위의 위치 및/또는 방위를 결정하는데 이용될 수 있다. 기점 검출(fiducial detection) 알고리즘이 이들 마커들의 포지션을 위치시키고 개선하는데 이용될 수 있다. 기점 마커들이 제안된 이식 영역에 가까울수록 더 정확한 치료 계획이 환자에게 등록된다.

전술한 방법들을 별개의 단계로서 설명하였지만, 본 발명의 범위 내에서 하나 이상의 단계들이 결합되거나 삭제될 수도 있다. 전술한 방법은 수동으로 수행될 수도 있고, 이들은 로봇 시스템을 사용하여 수행되는 것을 포함하여 부분적으로 또는 대체적으로 자동화될 수도 있다. 동일한 환자로부터 모발이 채취되고 이식되는 것을 나타내어 설명하였지만, 모발은 동일하게 어떤 한 환자로부터 채취되고 다른 환자에게 이식될 수도 있다. 대안적으로, 모발은 다른 소스로부터 수신되고 이식될 수 있다.

본 발명의 전술한 실시예는 다양한 변형 및 대안적인 형태로 구현될 수 있고, 본 발명이 전술한 바와 같은 어플리케이션들 및 전술한 특정 실시예, 특정한 형태나 방법으로 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범위내에서 다른 기타 실시예들이 이용가능하다. 또한 어떤 실시예의 개별적인 특징이 본 명세서에 설명되고 도면에 도시되고 다른 실시예에서는 설명되지 않고 도시되지 않았지만, 하나의 실시예의 개별적인 특징은 다른 실시예의 하나 이상의 특징 또는 복수의 실시예로부터의 특징과 결합될 수도 있다. 비제한적인 예의 방식으로, 하나의 도면 또는 실시예를 참조하여 설명한 특정한 특징이나 특성은 다른 도면이나 실시예에서 설명한 특징이나 특성과 조합될 수도 있다는 것은 자명하다. 본 출원인은 본 출원의 주제가 모든 신규하고 명확하지 않은 조합과, 본 명에서의 다양한 단계, 구성요소, 특징, 기능, 및/또는 특성의 서브 조합(sub combination)을 포함하는 것으로 간주한다. 또한 설명된 방법은 다른 어떤 치료에도 적용될 수 있그며 모발 이식으로 제한되는 것은 아니다.

본 발명은 특정 시스템의 사용으로 제한되는 것은 아니고, 자동화된(로봇 포함), 반자동된, 수동 시스템 및 장치가 본 명세서에서 설명된 각각의 제거툴(removal tool) 및 장치, 그리고 구성요소를 위치시키고 구동하기 위해 이용될 수도 있다는 것은 당업자에게 자명하다.

본 발명이 바람직한 실시예에서 설명되었지만, 사용된 용어는 설명을 위한 것이며 제한을 위한 것은 아니다. 따라서 첨부된 특허청구범위의 범위 내에서 변경이 이루어질 수 있다.

Claims (58)

1. 신체 표면 내에 모발 이식편(hair grafts)의 이식을 위한 계획 방법에 있어서,
   자유화(free-hand drawing)로부터 제안된 모발 엘리먼트의 2차원 사용자 입력을 수신하는 단계;
   프로세서를 사용하여, 디스플레이 장치 상에 신체 표면의 3차원 모델 상에 제안된 모발 엘리먼트를 생성하고 디스플레이하는 단계;
   3차원 모델 상의 제안된 모발 엘리먼트에 기반하여 복수의 제어 포인트를 자동으로 생성하는 단계를 포함하는,
   신체 표면 내에 모발 이식편의 이식을 위한 계획 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   3차원 모델 상에 제안된 모발 엘리먼트를 생성하고 디스플레이하는 단계는,
   2차원 값과 3차원 모델 사이의 교차점을 결정하는 것에 의해 2차원 입력값을 3차원 위치로 변환하는 단계를 포함하는,
   신체 표면 내에 모발 이식편의 이식을 위한 계획 방법.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   제안된 모발 엘리먼트를 생성하고 디스플레이하는 단계는,
   수신된 2차원 사용자 입력이 개방 루프에 대응하는지 또는 폐쇄 루프에 대응하는지를 결정하는 단계;
   결정된 입력이 개방 루프에 대응한다면 모발 라인을 생성 및 디스플레이하고, 결정된 입력이 폐쇄 루프에 대응한다면 모발 패치(hair patch)를 생성 및 디스플레이하는 단계를 포함하는,
   신체 표면 내에 모발 이식편의 이식을 위한 계획 방법.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   복수의 제어 포인트를 자동으로 생성하는 단계는,
   폴리곤 근사법(polygon approximation)을 이용하는 단계를 포함하는,
   신체 표면 내에 모발 이식편의 이식을 위한 계획 방법.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   복수의 제어 포인트의 적어도 하나의 방위값(orientaation value)을 자동으로 결정하는 단계를 더 포함하고,
   방위의 자동 결정은 3차원 모델의 하나 이상의 특성(feature)들에 적어도 부분적으로 기반하는,
   신체 표면 내에 모발 이식편의 이식을 위한 계획 방법.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   복수의 제어 포인트의 적어도 하나의 방위값은 하나 이상의 현존하는 모낭 유닛 또는 추가의 사용자 입력에 기반하여 결정되는,
   신체 표면 내에 모발 이식편의 이식을 위한 계획 방법.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   모발 엘리먼트는 모발 라인 또는 경계 커브(boundary curve)를 포함하는,
   신체 표면 내에 모발 이식편의 이식을 위한 계획 방법.
   
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   복수의 제어 포인트와 복수의 제어 포인트의 방위에 기반하여 제안된 모낭 유닛 채취 또는 이식 장소(site)를 자동으로 생성하고 디스플레이하는 단계를 더 포함하는,
   신체 표면 내에 모발 이식편의 이식을 위한 계획 방법.
   
9. 제8항에 있어서,
   자유화의 형태로 추가의 2차원 사용자 입력을 수신하는 단계를 더 포함하고,
   자동으로 생성되는 제안된 모낭 유닛 장소는 이식 장소이고, 이식 장소에서의 자동으로 생성되는 제안된 모낭 유닛의 방위는 추가의 2차원 입력에 기반하는,
   신체 표면 내에 모발 이식편의 이식을 위한 계획 방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    제안된 엘리먼트는 모발 패치이고, 추가의 2차원 사용자 입력은 모발 패치의 경계에 의해 아웃라인된 영역 내에 그려진 하나 이상의 커브를 포함하는,
    신체 표면 내에 모발 이식편의 이식을 위한 계획 방법.
    
11. 제10항에 있어서,
    하나 이상의 커브의 각각에 기반하여 적어도 2개의 제어 포인트를 자동으로 생성하는 단계를 더 포함하고,
    적어도 2개의 제어 포인트 중 하나는 하나 이상의 커브의 각각의 일단부에서의 제어 포인트를 포함하고, 적어도 2개의 제어 포인트 중 다른 하나는 하나 이상의 커브의 각각의 타단부에서의 제어 포인트를 포함하는,
    신체 표면 내에 모발 이식편의 이식을 위한 계획 방법.
    
12. 제11항에 있어서,
    적어도 2개의 제어 포인트의 각각의 방위를 자동으로 결정하는 단계를 더 포함하고,
    자동으로 결정하는 단계는 제어 포인트 각각의 위치에서 3차원 모델 상의 커브에 대한 탄젠트의 각도를 결정하는 단계를 포함하는,
    신체 표면 내에 모발 이식편의 이식을 위한 계획 방법.
    
13. 제11항에 있어서,
    복수의 제어 포인트와 복수의 제어 포인트의 방위, 적어도 2개의 제어 포인트와 적어도 2개의 제어 포인트의 방위에 기반하여 제안된 모낭 유닛 이식 위치를 자동으로 생성하고 디스플레이하는 단계를 더 포함하는,
    신체 표면 내에 모발 이식편의 이식을 위한 계획 방법.
    
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    자유화로부터 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함하는,
    신체 표면 내에 모발 이식편의 이식을 위한 계획 방법.
    
15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    모발 엘리먼트는 모발 패치를 더 포함하고, 모발 패치의 경계에 대한 머리 가마(hair whorl)의 중심 위치를 식별하는 단계를 더 포함하는,
    신체 표면 내에 모발 이식편의 이식을 위한 계획 방법.
    
16. 제15항에 있어서,
    머리 가마는 모발 패치의 경계 내에 위치되고,
    복수의 제어 포인트를 자동으로 생성하는 단계는 각각의 제어 포인트에 대한 방위값을 자동으로 생성하는 단계를 포함하고, 여기서 방위값은 머리 가마의 중심과 복수의 제어 포인트의 각각의 제어 포인트 사이에 그려진 가상 라인(virtual line)에 기반하는,
    신체 표면 내에 모발 이식편의 이식을 위한 계획 방법.
    
17. 제16항에 있어서,
    머리 가마로부터 제어 포인트의 거리에 기반하여 복수의 제어 포인트에 할당되는 방위값을 변경하는 단계를 더 포함하는,
    신체 표면 내에 모발 이식편의 이식을 위한 계획 방법.
    
18. 모발 이식 프로시저(procedure)를 계획하는 시스템에 있어서,
    사용자 입력 장치를 포함하는 사용자 인터페이스;
    명령어를 저장하는 적어도 하나의 비-일시적인(non-transitory) 스토리지, 및
    이미지 데이터 상에서 오퍼레이션을 실행하기 위한 하나 이상의 모듈을 포함하는 프로세서를 포함하고,
    하나 이상의 모듈은,
    자유화(free-hand drawing)로부터 제안된 모발 엘리먼트의 2차원 사용자 입력을 수신하는 명령어,
    프로세서를 사용하여, 디스플레이 장치 상에 신체 표면의 3차원 모델 상에 제안된 모발 엘리먼트를 생성하고 디스플레이하는 명령어,
    3차원 모델 상의 제안된 모발 엘리먼트에 기반하여 복수의 제어 포인트를 자동으로 생성하는 명령어를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    모발 이식 프로시저(procedure)를 계획하는 시스템.
    
19. 신체 상에서 프로시저를 계획하는 방법에 있어서,
    자유화(free-hand drawing)로부터 제안된 모발 엘리먼트의 2차원 사용자 입력을 수신하는 단계;
    프로세서를 사용하여, 디스플레이 장치 상에 신체 표면의 3차원 모델 상에 제안된 모발 엘리먼트를 생성하고 디스플레이하는 단계;
    3차원 모델 상의 제안된 모발 엘리먼트에 기반하여 복수의 제어 포인트를 자동으로 생성하는 단계를 포함하는,
    신체 표면 상에서 프로시저를 계획하는 방법.
    
20. 신체 상에서 프로시저를 계획하는 시스템에 있어서,
    사용자 입력 장치를 포함하는 사용자 인터페이스;
    명령어를 저장하는 적어도 하나의 비-일시적인(non-transitory) 스토리지, 및
    이미지 데이터 상에서 오퍼레이션을 실행하기 위한 하나 이상의 모듈을 포함하는 프로세서를 포함하고,
    하나 이상의 모듈은,
    자유화(free-hand drawing)로부터 제안된 모발 엘리먼트의 2차원 사용자 입력을 수신하는 명령어,
    프로세서를 사용하여, 디스플레이 장치 상에 신체 표면의 3차원 모델 상에 제안된 모발 엘리먼트를 생성하고 디스플레이하는 명령어,
    3차원 모델 상의 제안된 모발 엘리먼트에 기반하여 복수의 제어 포인트를 자동으로 생성하는 명령어를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    신체 상에서 프로시저를 계획하는 시스템.
    
21. 제20항에 있어서,
    제안된 프로시저는, 모발 이식 프로시저, 문신 제거, 피부 그래프팅(grafting), 또는 미용 또는 피부과학(dermatological) 프로시저를 포함하고, 여기서 신체 표면 엘리먼트는 피부의 일부분, 두피의 일부분, 모발 패치, 점(mole), 하나 이상의 주근깨(freckles), 모반(birth mark), 주름(wrinkes) 또는 상처(scars), 안면 특징(feature) 또는 안면 결함(facial defect)을 포함하는
    신체 상에서 프로시저를 계획하는 시스템.
    
22. 신체 표면 상의 머리 가마를 위한 계획을 자동으로 생성하는 방법에 있어서,
    모발 경계 커브를 식별하는 단계 - 모발 경계 커브는 복수의 제어 포인트를 가짐 - ;
    머리 가마 중심을 식별하는 단계;
    초기 방위값을 복수의 제어 포인트의 각각에 자동으로 할당하는 단계 - 초기 방위값은 가마 중심으로부터 복수의 제어 포인트의 각각으로의 가상선(virtual line)의 방위에 기반함 - ;
    복수의 제어 포인트와, 그에 대응하여 할당된 초기 방위값에 기반하여 모발 경계 커브에 의해 아웃라인된 영역 내에 제안된 모낭 유닛 이식 장소(site)를 자동으로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    신체 표면 상의 머리 가마를 위한 계획을 자동으로 생성하는 방법.
    
23. 제22항에 있어서,
    머리 가마는 모발 경계 커브의 내측에 있는,
    신체 표면 상의 머리 가마를 위한 계획을 자동으로 생성하는 방법.
    
24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    머리 가마 중심으로부터의 그 거리에 기반하여 자동으로 생성된 제안된 모낭 유닛 이식 장소의 방위를 수정(modifying)하는 단계를 더 포함하는,
    신체 표면 상의 머리 가마를 위한 계획을 자동으로 생성하는 방법.
    
25. 제24항에 있어서,
    자동으로 생성된 제안된 모낭 유닛 이식 장소의 방위의 수정은, 머리 가마 중심으로부터 멀어질수록 초기 방위값으로부터 더 큰 편차를 가지고, 머리 가마 중심으로부터 가까울수록 초기 방위값으로부터 더 작은 편차를 가지는,
    신체 표면 상의 머리 가마를 위한 계획을 자동으로 생성하는 방법.
    
26. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    모발 경계 커브의 식별은 자유화 구현에 의해 수행되는,
    신체 표면 상의 머리 가마를 위한 계획을 자동으로 생성하는 방법.
    
27. 제26항에 있어서,
    모발 경계 커브는 2차원 커브를 포함하고,
    신체 표면 상의 머리 가마를 위한 계획을 자동으로 생성하는 방법은, 2차원값과 신체 표면의 3차원 모델 사이의 교차점을 결정하는 것에 의해 2차원 커브를 3차원 위치로 변환하는 단계를 더 포함하는,
    신체 표면 상의 머리 가마를 위한 계획을 자동으로 생성하는 방법.
    
28. 제22항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어 포인트 각각에 초기 방위값을 자동으로 할당하는 단계는, 3차원 모델의 적어도 하나 이상의 특징을 고려하는 단계를 더 포함하는,
    신체 표면 상의 머리 가마를 위한 계획을 자동으로 생성하는 방법.
    
29. 신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 방법에 있어서,
    하나 이상의 2차원 커브를 수신하는 단계;
    하나 이상의 커브의 각각에 적어도 2개의 제어 포인트를 자동으로 할당하는 단계;
    각각의 제어 포인트에서 하나 이상의 커브에 대한 탄젠트의 각도에 기반하여 각각의 제어 포인트에 대한 초기 방위값을 자동으로 결정하는 단계;
    하나 이상의 커브의 적어도 2개의 제어 포인트와, 그에 대응하여 자동으로 할당된 초기 방위값에 기반하여 제안된 모낭 유닛 이식 또는 채취 장소를 자동으로 생성하는 단계를 포함하는,
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 방법.
    
30. 신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 방법에 있어서,
    신체 표면의 3차원 모델 상에, 적어도 두개의 모발 엘리먼트를 생성하고 디스플레이하는 단계 - 모발 엘리먼트의 각각은 하나 이상의 제어 포인트를 포함하고, 하나 이상의 제어 포인트는 그와 연관된 대응하는 파라미터를 가짐 - ;
    프로세서를 이용하여, 모발 그룹을 형성하도록 적어도 2개의 모발 엘리먼트의 제1 모발 엘리먼트와 제2 모발 엘리먼트를 서로 연관짓는 단계;
    제2 모발 엘리먼트의 하나 이상의 제어 포인트 중 적어도 하나의 제어 포인트의 파라미터의 적어도 일부분에 기반하여, 제1 모발 엘리먼트 상의 또는 내의 적어도 하나의 장소(site)를 생성 또는 수정하는 단계를 포함하는,
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 방법.
    
31. 제30항에 있어서,
    적어도 하나의 장소는 채취 장소, 절개 마킹 장소 또는 이식 장소인,
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 방법.
    
32. 제30항 또는 제31항에 있어서,
    적어도 하나의 장소를 생성 또는 수정하는 단계는 모발 그룹의 모발 엘리먼트의 각각으로부터의 하나 이상의 제어 포인트 중 적어도 하나의 파라미터에 기반하는,
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 방법.
    
33. 제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    모발 엘리먼트는 모발 라인, 경계 커브 또는 모발 패치를 포함하는,
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 방법.
    
34. 제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    모발 엘리먼트는 모발 패치이고, 하나 이상의 제어 포인트는 모발 패치의 주변부 내에 위치되는,
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 방법.
    
35. 제30항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    파라미터는, 하나 이상의 모발 엘리먼트의 위치, 모발 엘리먼트의 기하학적 프로파일, 채취/이식되는 모낭 유닛의 수 및/또는 타입, 특정한 채취/이식 위치와 연관된 불규칙성(randomness)의 정도, 인접한 이식 위치 사이의 공간, 모낭의 깊이, 이식 깊이, 모낭 또는 모낭 유닛의 방위, 환자 식별력(identification), 마커 위치, 또는 채취 및/또는 이식 장소의 밀도 중 하나 이상을 포함하는
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 방법.
    
36. 제30항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 장소와 연관된 파리미터의 값은 하나 이상의 제어 포인트의 파라미터의 대응하는 값에 적어도 부분적으로 기반한 가중값인,
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 방법.
    
37. 제30항 또는 제31항에 있어서,
    적어도 2개의 모발 엘리먼트는 적어도 부분적으로 중첩되고, 제안된 모낭 유닛 이식 장소는, 중첩된 영역 내의 제안된 모낭 유닛 장소의 밀도가 제1 엘리먼트 또는 제2 엘리먼트의 비중첩된 부분 내의 제안된 모낭 유닛 장소의 밀도와 실질적으로 동일하도록, 자동으로 수정 또는 생성되는,
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 방법.
    
38. 제30항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 방법은, 제1 모발 엘리먼트로부터 제1 제어 포인트를, 제2 모발 엘리먼트로부터 제2 제어 포인트를 선택하는 단계와, 제1 선택된 제어 포인트가 제2 선택된 제어 포인트를 자동으로 수정하도록 제1 선택된 제어 포인트와 제2 선택된 제어 포인트를 링크하는 단계를 포함하는,
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 방법.
    
39. 제30항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 방법은, 모발 이식을 위한 자동화 시스템을, 채취 계획, 장소 생성 또는 신체 표면 내의 모낭 유닛 이식을 수행하도록 지시(directing)하는 단계를 포함하는,
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 방법.
    
40. 제30항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 방법은, 계획에 따라 신체 표면 상의 피부 장력기 또는 기점 로케이터(fiducial locator) 장치의 배치에 대응하여 하나 이상의 가상의 그리드 섹션을 생성하는 단계를 포함하고, 여기서 하나 이상의 가상의 그리드 섹션은 적어도 2개의 모발 엘리먼트에서의 외측 윤곽 또는 피부 장력기의 크기에 기반하여 적어도 부분적으로 생성되는,
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 방법.
    
41. 신체상의 프로시저를 계획하는 방법에 있어서,
    신체 표면의 3차원 모델 상에, 적어도 두개의 모발 엘리먼트를 생성하고 디스플레이하는 단계 - 모발 엘리먼트의 각각은 하나 이상의 제어 포인트를 포함하고, 하나 이상의 제어 포인트는 그와 연관된 대응하는 파라미터를 가짐 - ;
    프로세서를 이용하여, 모발 그룹을 형성하도록 적어도 2개의 모발 엘리먼트의 제1 모발 엘리먼트와 제2 모발 엘리먼트를 서로 연관짓는 단계;
    제2 모발 엘리먼트의 하나 이상의 제어 포인트 중 적어도 하나의 제어 포인트의 파라미터의 적어도 일부분에 기반하여, 제1 모발 엘리먼트 상의 또는 내의 적어도 하나의 장소(site)를 생성 또는 수정하는 단계를 포함하는,
    신체상의 프로시저를 계획하는 방법.
    
42. 제41항에 있어서,
    프로시저는, 모발 이식 프로시저, 문신 제거, 피부 그래프팅(grafting), 물질(substance)의 인젝션, 또는 미용 또는 피부과학(dermatological) 프로시저를 포함하고, 여기서 적어도 하나의 장소는 채취 장소, 절개 마킹 장소, 이식 장소, 문신 제거 장소, 피부 피처(feature) 결함의 장소, 안면 피처 또는 결함의 장소, 상처, 주름, 점, 주근깨 또는 모반인,
    신체상의 프로시저를 계획하는 방법.
    
43. 제41항 또는 제42항에 있어서,
    신체상의 프로시저를 계획하는 방법은 3차원 모델 상에 적어도 하나의 장소를 디스플레이하는 단계를 포함하는,
    신체상의 프로시저를 계획하는 방법.
    
44. 제41항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 장소를 생성 또는 수정하는 단계는 그룹의 엘리먼트의 각각으로부터의 하나 이상의 제어 포인트 중 적어도 하나의 파라미터에 기반하는,
    신체상의 프로시저를 계획하는 방법.
    
45. 제41항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    신체상의 프로시저를 계획하는 방법은, 그룹을 형성하는 것과 연관된 엘리먼트를 사용자가 선택하거나 하나 이상의 엘리먼트를 수정하는 것을 허용하는 단계를 더 포함하는
    신체상의 프로시저를 계획하는 방법.
    
46. 제41항 또는 제42항에 있어서,
    상기 파라미터는, 하나 이상의 엘리먼트의 위치, 엘리먼트의 기하학적 프로파일, 특정 프로시저 위치와 연관된 불규칙성의 정도, 인접한 프로시저 위치 사이의 공간, 깊이(depth), 피부색, 피부 질감, 피부 팽팽도(tautness), 안면 피처 치수, 안면 토폴로지(facial topology), 환자 식별력, 마커 위치, 프로시저 장소의 밀도 중 하나 이상을 포함하는,
    신체상의 프로시저를 계획하는 방법.
    
47. 제41항 또는 제42항에 있어서,
    파라미터 중 하나는 밀도이고, 적어도 하나의 장소와 연관된 밀도는, 적어도 하나의 장소와, 제어 포인트의 세트의 하나 이상의 제어 포인트의 적어도 하나 사이의 역변환 알고리즘(inverse transform algorithm)에 적어도 부분적으로 기반하는,
    신체상의 프로시저를 계획하는 방법.
    
48. 제41항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 장소와 연관된 파라미터의 값은 제어 포인트의 세트의 그런 파라미터의 대응하느 값에 적어도 부분적으로 기반하는 가중값인
    신체상의 프로시저를 계획하는 방법.
    
49. 제41항 또는 제42항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 엘리먼트가 적어도 부분적으로 중첩되고, 적어도 하나의 장소는 중첩된 영역 내의 적어도 하나의 장소의 밀도가 제1 또는 제2 엘리먼트의 비중첩된 부분 내의 다른 장소의 밀도와 실질적으로 동일하도록 자동으로 수정 또는 생성되는,
    신체상의 프로시저를 계획하는 방법.
    
50. 제41항 또는 제42항에 있어서,
    신체상의 프로시저를 계획하는 방법은, 제1 모발 엘리먼트로부터 제1 제어 포인트를, 제2 모발 엘리먼트로부터 제2 제어 포인트를 선택하는 단계와, 제1 선택된 제어 포인트가 제2 선택된 제어 포인트를 자동으로 수정하도록 제1 선택된 제어 포인트와 제2 선택된 제어 포인트를 링크하는 단계를 포함하는,
    신체상의 프로시저를 계획하는 방법.
    
51. 제41항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서,
    신체상의 프로시저를 계획하는 방법은, 계획에 따라 신체 표면 상의 피부 장력기 또는 기점 로케이터(fiducial locator) 장치의 배치에 대응하여 하나 이상의 가상의 그리드 섹션을 생성하는 단계를 포함하는,
    신체상의 프로시저를 계획하는 방법.
    
52. 제51항에 있어서,
    하나 이상의 가상의 그리드 섹션은 적어도 2개의 모발 엘리먼트에서의 외측 윤곽에 기반하건, 또는 피부 장력기 또는 기점 로케이터 장치의 크기에 기반하여 적어도 부분적으로 생성되는,
    신체상의 프로시저를 계획하는 방법.
    
53. 신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 시스템에 있어서,
    사용자 입력 장치를 포함하는 사용자 인터페이스;
    명령어를 저장하기 위한 적어도 하나의 비-일시적인(non-transitory) 스토리지;
    이미지 데이터 상에서 오퍼레이션을 실행하기 위한 하나 이상의 모듈을 포함하는 프로세서를 포함하고, 적어도 하나의 모듈은,
    신체 표면의 3차원 모델 상에 적어도 2개의 모발 엘리먼트를 생성하고 디스플레이하는 명령어 - 모발 엘리먼트의 각각은 하나 이상의 제어 포인트를 포함하고, 하나 이상의 제어 포인트는 그와 연관된 대응하는 파라미터를 구비함 - ;
    적어도 2개의 모발 엘리먼트의 제1 엘리먼트 및 제2 엘리먼트를 모발 그룹을 형성하도록 서로 연관짓는 명령어;
    제2 모발 엘리먼트의 하나 이상의 제어 포인트 중 적어도 하나의 제어 포인트의 파라미터에 적어도 부분적으로 기반하여, 제1 모발 엘리먼트 내에 또는 제1 모발 엘리먼트 상의 적어도 하나의 장소(site)를 생성 또는 수정하는 명령어;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 시스템.
    
54. 제53항에 있어서,
    제어 포인트의 하나 이상은 사용자 선택, 자동 선택, 또는 이들이 조합되는 것을 특징으로 하는,
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 시스템.
    
55. 제53항 또는 제54항에 있어서,
    상기 프로세서는 3차원 신체 표면을 생성하기 위해 신체 표면의 이미지를 처리하도록 더 구성되는
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 시스템.
    
56. 제53항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서,
    이미지 저장소(image repository)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 시스템.
    
57. 제53항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서는 제1 모발 엘리먼트로부터 제1 제어 포인트를 선택하고 제2 모발 엘리먼트로부터 제2 제어 포인트를 선택하고,
    선택된 제1 제어 포인트의 수정이 선택된 제2 제어 포인트를 자동으로 수정하도록 제1 제어 포인트와 제2 제어 포인트를 링크하도록 더 구성된
    신체 표면 내에 모낭 유닛의 이식을 계획하는 시스템.
    
58. 신체 상에서 프로시저를 계획하는 시스템에 있어서,
    사용자 입력 장치를 포함하는 사용자 인터페이스;
    명령어를 저장하기 위한 적어도 하나의 비-일시적인(non-transitory) 스토리지;
    이미지 데이터 상에서 오퍼레이션을 실행하기 위한 하나 이상의 모듈을 포함하는 프로세서를 포함하고, 적어도 하나의 모듈은,
    신체 표면의 3차원 모델 상에 적어도 2개의 엘리먼트를 생성하고 디스플레이하는 명령어 - 여기서 엘리먼트의 각각은 하나 이상의 제어 포인트를 포함하고, 하나 이상의 제어 포인트는 그와 연관된 대응하는 파라미터를 구비함 - ;
    적어도 2개의 엘리먼트의 제1 엘리먼트 및 제2 엘리먼트를 모발 그룹을 형성하도록 서로 연관짓는 명령어;
    제2 엘리먼트의 하나 이상의 제어 포인트 중 적어도 하나의 제어 포인트의 파라미터에 적어도 부분적으로 기반하여, 제1 엘리먼트 내에 또는 제1 엘리먼트 상의 적어도 하나의 장소(site)를 생성 또는 수정하는 명령어;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    신체 상에서 프로시저를 계획하는 시스템.
    

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