KR20210044770A - 조합된 확대 시술들의 시뮬레이션 및 모델링을 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

조합된 확대 시술들의 시뮬레이션 및 모델링을 위한 시스템들 및 방법들 Download PDF

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KR20210044770A
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마르코스 스포르자
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라구 라가반
메제르비예 로베르토 드
루디 에이 마쪼치
마틴 브레이디
헤라르도 모라
헤르손 로드리게스
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이스타블리쉬먼트 렙스 에스.에이.
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Abstract

임플란트들 및 이차 재료들의 조합들을 포함한 외과적 확대 시술들을 고안하고 및/또는 시뮬레이션하기 위한 시스템들 및 방법들이 여기에서 개시된다. 대표적인 방법은 이식 부위의 수술-전 상태에 대한 파라미터들을 수신하는 것, 이식 부위의 수술-후 상태에 대한 파라미터들을 수신하는 것, 수술-전 상태로부터 수술-후 상태를 달성하기 위한 하이브리드 전략을 자동으로 생성하는 것으로서, 여기에서 하이브리드 전략은 제안된 임플란트 볼륨 및 제안된 이차 재료의 볼륨을 포함하는, 상기 하이브리드 전략을 자동으로 생성하는 것, 및 제안된 임플란트 볼륨 및 제안된 이차 재료의 볼륨을 사용하여 이식 부위의 수술-후 상태의 시뮬레이션을 생성하는 것을 포함한다.

Description

조합된 확대 시술들의 시뮬레이션 및 모델링을 위한 시스템들 및 방법들
관련 출원들에 대한 상호-참조
본 출원은 여기에서 전체적으로 참조로서 통합되는, 2018년 6월 22일에 출원된 미국 가 출원 번호 제62/688,778호에 대한 우선권을 주장한다.
기술 분야
본 개시는 예컨대, 미적 및/또는 재건 수술들과 같은, 의료 시술들에 유용한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
미적, 미용, 및 재건 수술들은 대상의 몸의 외형을 바로잡고, 복원하거나, 또는 변경하기 위해 수행되는 수술들을 나타낸다. 예를 들어, 미용 수술의 분야는 주름 제거술(페이스리프트들), 유방 성형술(가슴들의 크기를 변경함), 및 엉덩이 성형술(엉덩이의 크기를 변경함)과 같은 수술들을 포함하며, 재건 수술의 분야는 보철을 주입하는 것 및 말단 결손된 신체 부분의 재부착과 같은 시술들을 포함한다. 몇몇 이러한 시술들에서, 외과의는 대상의 신체의 원하는 영역에 적절한 임플란트를 삽입한다. 몇몇 경우들에서, 임플란트 단독으로는 대상의 신체 부분의 물리적 외형 또는 느낌에서 원하는 크기, 형태, 또는 변화를 제공하지 않을 수 있다. 부가적으로, 임플란트 단독으로는 대상에게 바람직하지 않은 무게 또는 느낌을 가질 수 있다. 게다가, 몇몇 경우들에서, 대상은 시술의 결과들을 시각화하기 위해 시술의 마무리를 기다려야 할 수 있다.
외과적 시술의 결과를 시뮬레이션하기 위한 시스템들 및 방법들이 여기에서 개시된다. 몇몇 양상들에서, 외과적 시술의 결과를 시뮬레이션하기 위한 방법은 이식 부위의 수술-전 상태에 대한 파라미터를 수신하는 것, 이식 부위의 수술-후 상태에 대한 파라미터들을 수신하는 것, 상기 수술-전 및 수술-후 상태들에 대한 파라미터들에 기초하여, 수술-전 상태로부터 수술-후 상태를 달성하기 위한 하이브리드 전략을 자동으로 생성하는 것으로서, 상기 하이브리드 전략은 제안된 이식 볼륨 및 제안된 이차 재료의 볼륨을 포함하는, 상기 하이브리드 전략을 자동으로 생성하는 것, 및 상기 제안된 이식 볼륨 및 상기 제안된 이차 재료의 볼륨을 사용하여 이식 부위의 수술-후 상태의 시뮬레이션을 생성하는 것을 포함한다.
상기 이식 부위의 수술-후 상태에 대한 파라미터들을 수신하는 것은 이식 부위에서의 사용을 위한 잠재적인 임플란트들의 카탈로그를 제공하는 것, 및 상기 잠재적인 임플란트들의 카탈로그로부터 초기 임플란트의 선택을 수신하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 이식 부위의 수술-전 상태에 대한 파라미터들은 수술-전 볼륨을 포함할 수 있으며, 상기 이식 부위의 수술-후 상태에 대한 파라미터들은 수술-후 볼륨을 포함할 수 있다.
본 개시의 몇몇 양상들에 따르면, 상기 하이브리드 전략을 자동으로 생성하는 것은 수술-후 상태와 수술-전 상태 사이에서 볼륨의 차이를 산출하는 것, 볼륨의 차이에 피부 질 계수를 적용함으로써 제안된 임플란트 볼륨을 결정하는 것, 및 상기 볼륨의 차이로부터 제안된 임플란트 볼륨을 차감함으로써 제안된 이차 재료의 볼륨을 결정하는 것을 포함한다. 몇몇 양상들에서, 수술-후 상태의 볼륨은 수술-전 상태의 볼륨의 두 배 이하일 수 있으며, 여기에서 제안된 임플란트 볼륨을 결정하는 것은 제 1 값을 획득하기 위해 볼륨 차이에 피부 질 계수를 적용하는 것, 및 제안된 임플란트 볼륨을 획득하기 위해 상기 제 1 값에 피부 질 계수를 적용하는 것을 추가로 포함한다. 예를 들어, 상기 피부 질 계수는 약 0.5 내지 약 0.6 사이에 있을 수 있다. 뿐만 아니라, 몇몇 양상들에 따르면, 제안된 이차 재료의 볼륨을 결정하는 것은 상기 이차 재료의 재흡수율을 고려하는 것을 포함한다. 상기 이차 재료는, 예를 들어, 지방 및/또는 인조 충전재를 포함할 수 있다.
본 개시는 또한 이식 부위의 수술-전 상태에 대한 파라미터들을 수신하는 것, 디지털 카탈로그로부터 초기 임플란트의 선택을 수신하는 것, 제 1 수술-후 상태에서 이식 부위의 제 1 시각적 시뮬레이션을 생성하는 것으로서, 상기 제 1 수술-후 상태는 선택된 초기 임플란트를 포함하는, 상기 제 1 시각적 시뮬레이션을 생성하는 것, 제 2 수술-후 상태에서 이식 부위의 제 2 시각적 시뮬레이션을 생성하는 것으로서, 상기 제 2 수술-후 상태는 디지털 카탈로그 또는 데이터베이스로부터 선택적으로 선택된, 제 2 임플란트, 및 이차 재료의 볼륨을 포함하는, 상기 제 2 시각적 시뮬레이션을 생성하는 것, 제 2 수술-후 상태의 파라미터를 조정하는 입력을 수신하는 것, 및 조정된 파라미터를 감안하기 위해 상기 제 2 수술-후 상태에서 이식 부위의 조정된 제 2 시각적 시뮬레이션을 생성하는 것을 포함하는 외과적 시술의 결과를 시뮬레이션하기 위한 방법을 포함한다.
상기 조정된 파라미터는 이식 부위에서 이차 재료의 볼륨의 분포에서의 변화를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 예를 들어, 제 2 수술-후 상태의 파라미터를 조정하는 입력은 초기 임플란트 및 제 2 임플란트의 각각과 상이한 제 3 임플란트를 포함할 수 있다. 이식 부위의 수술-전 상태에 대한 파라미터들을 수신하는 것, 디지털 카탈로그로부터 초기 임플란트의 선택을 수신하는 것, 및 제 2 수술-후 상태의 파라미터를 조정하는 입력을 수신하는 것의 단계들은 그래픽 사용자 인터페이스로부터 데이터를 수신하는 것을 포함할 수 있다.
본 개시의 몇몇 양상들에 따르며, 상기 제 2 시각적 시뮬레이션은 이식 부위의 하나 이상의 사분면들에서 이차 재료의 볼륨의 분포를 포함하며, 제 2 수술-후 상태의 파라미터를 조정하는 입력을 수신하는 것은 이식 부위의 하나 이상의 사분면들 중 적어도 하나의 사분면으로의 부가 또는 그로부터의 차감을 위한 표시된 양의 이차 재료를 수신하는 것을 포함한다. 상기 방법은 제 1 시각적 시뮬레이션 및 제 2 시각적 시뮬레이션의 나란히 보기를 디스플레이하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 몇몇 예들에서, 이식 부위의 수술-전 상태에 대한 파라미터들을 수신하는 것은 이식 부위의 디지털 이미징 데이터를 수신하는 것을 포함한다.
본 개시의 몇몇 양상들에서, 이식 부위의 수술-전 상태에 대한 파라미터들을 수신하는 것, 수술-전 상태에 대한 파라미터들 및 제안된 이식 볼륨을 사용하여 이식 부위의 시뮬레이션을 생성하는 것, 이식 부위에 부가될 이차 재료의 볼륨에 대한 배치 파라미터들을 수신하는 것, 및 이차 재료의 볼륨을 포함하도록 이식 부위의 시뮬레이션을 수정하는 것을 포함하는 외과적 시술의 결과를 시뮬레이션하기 위한 방법이 있다. 이식 부위의 시뮬레이션을 생성하는 것은, 예를 들어, 이식 부위를 세그먼트들로 분할하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 예들에서, 이차 재료의 볼륨에 대한 배치 파라미터들은 이차 재료의 볼륨의 배치를 위한 세그먼트의 식별을 포함한다.
뿐만 아니라, 예를 들어, 이식 부위의 시뮬레이션을 수정하는 것은 이차 재료의 볼륨에 대응하는 식별된 세그먼트의 볼륨을 증가시키는 것, 및 이식 부위의 둘레 상에서의 복수의 지점들에서 결과적인 변위를 생성하는 것으로서, 상기 복수의 지점들의 각각의 지점에 대한 변위의 크기는 식별된 세그먼트와 지점 사이의 거리에 음의 상관관계가 있는, 상기 결과적인 변위를 생성하는 것을 포함한다. 제안된 임플란트 볼륨은 잠재적인 임플란트들의 카탈로그로부터의 임플란트에 대응할 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, 이차 재료는 선택적으로 지방 또는 인조 충전재를 포함할 수 있다.
본 명세서 통합되며 그 일부를 구성하는, 수반된 도면들은 본 개시의 대표적인 실시예들을 예시한다. 이들 도면들에서, 적절한 경우, 유사한 요소들을 예시한 참조 숫자들은 유사하게 라벨링된다. 예시의 단순함 및 명료성을 위해, 도면들은 다양한 실시예들의 구성의 일반적인 구조 및/또는 방식을 묘사한다. 잘 알려진 특징들 및 기술들의 설명들 및 세부사항들은 다른 특징들을 모호하게 하는 것을 피하기 위해 생략될 수 있다. 도면들에서의 요소들은 반드시 일정한 비율인 것은 아니다. 몇몇 특징들의 치수들은 대표적인 실시예들의 이해를 개선하기 위해 다른 특징들에 대해 과장될 수 있다. 예를 들어, 이 기술분야에서의 통상의 기술자는 몇몇 뷰들이 일정한 비율로 그려지지 않을 수 있다는 것을 이해할 것이다. 뿐만 아니라, 텍스트에서 구체적으로 언급되지 않을지라도, 일 실시예를 참조하여 설명된 양상들은 또한 다른 실시예들에 적용 가능할 수 있으며, 그와 함께 사용될 수 있다.
도 1은 흐름도 형태로, 본 개시의 몇몇 양상들에 따른 대표적인 방법을 묘사한다.
도 2는, 흐름도 형태로, 본 개시의 몇몇 양상들에 따른 또 다른 대표적인 방법을 묘사한다.
도 3은 흐름도 형태로, 본 개시의 몇몇 양상들에 따른 또 다른 대표적인 방법을 묘사한다.
도 4는 흐름도 형태로, 본 개시의 몇몇 양상들에 따른 또 다른 대표적인 방법을 묘사한다.
도 5 내지 도 7은 본 개시의 몇몇 양상들에 따른 대표적인 사용자 인터페이스의 뷰들을 묘사한다.
도 8 내지 도 11은 본 개시의 몇몇 양상들에 따른 또 다른 대표적인 사용자 인터페이스의 뷰들을 묘사한다.
도 12는, 흐름도 형태로, 본 개시의 몇몇 양상들에 따른 추가의 대표적인 방법을 묘사한다.
도 13은 개략도 형태로, 본 개시의 몇몇 양상들에 따른 대표적인 시스템을 묘사한다.
본 개시의 양상들은 의료 시술을 고려한 환자와 같은, 대상의 물리적 특징들을 시각화하며, 의료 시술에서 기인한 대상의 외형에서의 변화들을 시뮬레이션하기 위해 사용될 수 있다. 본 개시의 양상들은 미학 또는 재건 수술들의 결과들을 시뮬레이션하기 위해 사용될 수 있다. 유리하게는, 본 개시의 양상들은 유방 확대 수술, 엉덩이 확대 수술 등과 같은, 미용 시술에 대한 하이브리드 접근법을 허용할 수 있으며, 여기에서 하이브리드 접근법은 개선된 재생 가능성, 개선된 예측 가능성, 및/또는 개선된 수술 결과들을 가질 수 있다. 본 개시의 양상들은, 예를 들어, 더 큰 임플란트 볼륨 및 더 큰 볼륨을 가진 임플란트의 연관된 무게에 관련된 문제를 감소시키는 시술, 및/또는 예컨대, 대상 몸을 확대하고, 구성하거나, 또는 재건할 뿐만 아니라 개개의 대상에 대한 최종 결과의 형태를 만들 수 있는 능력과 함께, 적절한 경량 임플란트들을 인식할 수 있는 외과의들 및 환자들에 대한 보다 양호한 대안을 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예들은, 유방 확대 및 다른 미용 수술들을 수행하는 외과의들 및 그들의 환자들에 대한 시뮬레이션 능력들(예컨대, 3-차원 시뮬레이션 능력들)과 같은, 하나 이상의 부가적인 이익들을 제공하여, 이러한 외과의들이 하나 이상의 이차 재료들과 임플란트를 조합한 하이브리드 확대 전략들을 모델링하도록 허용할 수 있다. 게다가, 여기에서 개시된 시스템들 및 방법들에 의해 달성된 투사된 결과들은 원하는 결과를 달성하기 위해 그 외 요구되는 더 낮은 볼륨 및 더 작은 크기를 가진 임플란트를 확대할 때 사용될 이차 재료(들)의 삽입/주입 위치들, 및 볼륨(들)에 대한 수술-전 상담 추천들 및 시술 안내를 제공함으로써 외과의들 및 환자들을 도울 수 있다.
본 개시의 양상들은 이하에서 더 상세하게 설명된다. 여기에서 사용되고 명확화된 용어들 및 정의들은 본 개시 내에서 의미를 나타내도록 의도된다. 여기에서 제공된 용어들 및 정의들은, 참조로서 통합된 용어들 및/또는 정의들과 충돌하는지를 통제한다.
이어지는 논의에서, "약", "대체로", "대략" 등과 같은 상대적인 용어들은 서술된 수치 값에서 ±5%의 가능한 변화를 나타내기 위해 사용된다. 여기에서 제시된 설명은 단지 사실상 예시적이며 주제의 실시예들, 또는 이러한 실시예들의 적용 및 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다는 것이 주의되어야 한다. 대표적인 것으로서 여기에서 설명된 임의의 구현은 다른 구현들에 비해 선호되거나 또는 유리한 것으로 해석되지 않을 것이다. 오히려, 용어 "대표적인"은 예 또는 예시적인 의미로 사용된다. 용어들 "포함하다", "포함시키다", "갖다", "~과", 및 그의 임의의 변형들은 비-배타적 포함을 나타내거나 또는 설명하기 위해 같은 뜻으로 사용된다. 이와 같이, 이러한 용어들을 사용하는 프로세스, 방법, 시스템, 또는 디바이스는 단지 이들 단계들, 구조 또는 요소들만을 포함하지 않으며 명확하게 나열되거나 또는 이러한 프로세스, 방법, 시스템, 또는 디바이스에 내재되지 않은 다른 단계들, 구조들 또는 요소들을 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, "제 1", "제 2" 등과 같은 용어들은, 여기에서 사용된다면, 임의의 순서, 양, 또는 중요성을 나타내지 않으며, 오히려 하나의 요소를 또 다른 것으로부터 구별하기 위해 사용된다. 유사하게, "전방 측면", "최상부 측면", "후방 측면", "최하부 측면", "상부", "하부" 등과 같은, 상대적 배향의 용어들은 설명된 도면들에 대해 언급된다.
여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "이식 부위"는 외과적 시술에서 임플란트의 사용(예컨대, 이식)이 고려되는 신체(예컨대, 인간 또는 동물 대상의 몸)의 일 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 따른 이식 부위는 가슴, 둔부, 음부, 팔, 다리, 손, 발, 또는 다른 사지, 또는 신체의 임의의 다른 면적을 포함할 수 있다.
여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "임플란트"는 가슴, 엉덩이, 흉부, 음경, 종아리, 또는 얼굴 임플란트와 같은, 신체 윤곽을 위해 설계된 임의의 생체적합 이식 가능 디바이스를 나타낼 수 있다. 이러한 이식 가능한 디바이스들은 미학 및 성형 수술의 분야에서 유용한, 실리콘(예컨대, 실리콘 겔), 식염수, 플라스틱 또는 다른 폴리머(들) 또는 공중합체(들), 및/또는 다른 재료들, 예컨대, 생체적합 재료들로부터 만들어질 수 있다.
본 개시는 일반적으로 미학 및 재건 수술을 포함한, 의료 임플란트들의 사용을 포함한 외과적 시술들과 관련된다. 본 개시의 다양한 양상들은 2017년 2월 8일에 출원되고 WO2017/137853으로 공개된, "이식 가능한 의료 디바이스들을 위한 트랜스폰더들 및 센서들과 그의 사용 방법들"이라는 제목의, 국제 출원 번호 PCT/IB2017/0000247; 2017년 4월 4일에 출원되고, WO2017/175055로서 공개된, "의료 이미징 시스템들, 디바이스들, 및 방법들"이라는 제목의, 국제 출원 번호 PCT/IB2017/000380; 2017년 4월 14일에 출원된, "의료 디바이스들의 이식을 위한 장치 및 그의 사용 방법들"이라는 제목의 국제 출원 번호 PCT/US2017/027807; 2017년 5월 10일에 출원되고, WO2017/196973으로 공개된, "의료 임플란트들 및 그의 준비 방법들"이라는 제목의 국제 출원 번호 PCT/US2017/031948; 미국 출원 공개 번호 2016/0282926; 미국 출원 공개 번호 2014/0081398; 및/또는 미국 출원 공개 번호 2014/0078013에서 개시된 하나 이상의 특징들과 함께 사용되고 및/또는 이를 포함할 수 있으며, 그 각각은 여기에서 참조로서 통합된다.
본 개시에 따른 방법들은 컴퓨팅 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 알고리즘들은 여기에서 개시된 방법들의 양상들을 자동으로 실행하도록 예컨대, 컴퓨터 또는 일련의 컴퓨터들 상에서 프로그램될 수 있다. 부가적으로, 몇몇 실시예들에서, 본 개시는 미용 수술(또는 또 다른 의료 시술)에서 또는 그에 대한 준비로 사용될 수 있는 이미징 및/또는 시뮬레이션 시스템들을 포함할 수 있다. 시스템들은 대상의 수술-전 상태를 캡처하고, 측정하며, 및/또는 산출하고, 및/또는 고려된 의료 시술에서 기인한 대상의 외형에서의 예상된 변화들을 시각화하고 및/또는 시뮬레이션하기 위해 사용될 수 있다. 부가적으로, 시스템들은 수술에서의 사용을 위한 임플란트들, 이차 재료들, 잠재적인 임플란트 크기들, 및/또는 이차 재료들의 볼륨들 또는 양들을 식별하거나 또는 제안하기 위해, 임플란트들, 이차 재료들, 및 그들의 특성들을 식별하는 데이터를 하우징한 데이터 저장 디바이스들(예컨대, 컴퓨터 저장장치, 클라우드 저장장치, 및/또는 데이터베이스)과 함께 사용될 수 있다. 게다가, 여기에서 개시된 시스템들은 이식 부위에서 제안된 임플란트들 및/또는 이차 재료들의 사용을 시뮬레이션할 수 있을 것이다.
이미징, 모델링, 추천, 컴퓨팅, 및 사용자 인터페이스 구성요소들을 포함한 대표적인 시스템은 여기에서 이하에서 논의된, 도 13에 대하여 설명된다. 이러한 대표적인 시스템 또는 그의 부분들은 여기에서 개시된 임의의 방법의 모두 또는 일부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 임의의 적절한 컴퓨팅 시스템, 이미징 시스템, 및/또는 사용자 인터페이스 디바이스는 여기에서 개시된 방법들 중 일부 또는 모두를 수행하도록 프로그램되거나 또는 적응될 수 있다는 것이 이 기술분야에서의 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다.
도 1은 본 개시의 양상들에 따른 대표적인 방법(100)을 예시한다. 방법(100)은 이식 부위에 대한 수술-전 파라미터들을 수신하는 것(단계 102), 수술-후 이식 부위의 시뮬레이션을 생성하는 것(단계 104), 수술-후 이식 부위를 달성하는데 사용하기 위한 잠재적인 임플란트들의 카탈로그 또는 데이터베이스를 제공하는 것(단계 106), 선택된 임플란트에 기초하여, 타겟 수술-후 이식 부위를 달성하기 위한 하이브리드 전략을 결정하는 것으로서, 상기 하이브리드 전략은 임플란트 및 이차 재료의 볼륨을 포함하는, 상기 하이브리드 전략을 결정하는 것(단계 108), 및 하이브리드 전략에 기초하여 외과적 추천을 제공하는 것(단계 110)을 포함할 수 있다.
일반적으로, 방법(100)은 이식 부위의 하나 이상의 시뮬레이션들의 생성을 야기할 수 있으며, 임플란트를 수반한 외과적 시술에 대한 추천된 하이브리드 전략을 결정하고 출력하기 위해 입력 정보(예컨대, 사용자에 의한 임플란트의 선택)를 사용할 수 있다. 하이브리드 전략은 임플란트 볼륨(또한 여기에서 제 1 볼륨으로 불리움) 및 이차 재료의 볼륨(또한, 여기에서 이차 볼륨으로 불리움) 모두를 포함할 수 있으며 이식 부위에서 특정한 결과를 달성하기 위해 맞춰질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 하이브리드 전략은 이식 부위에서 자연적이고, 시각적으로 및 촉각적으로 부드러우며, 및/또는 편안한 수술-후 결과를 제공하도록 구성될 수 있다.
단계 102에 따른 이식 부위에 대한 수술-전 파라미터들을 수신하는 것은 임플란트를 수반한 수술을 시뮬레이션하고, 준비하거나, 또는 이를 수행하도록 돕기 위한 정보를 수신하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수술-전 파라미터들은, 예컨대, 이식 부위의 측정들, 데모그래픽 데이터, 나이, 성별, 성, 키, 몸무게, 물리적 조건들, 외과적 시술을 원하거나 또는 필요로 하는 이유들, 이전 외과적 시술들 등과 같은, 신체가 이식 부위를 포함하는 개인(예컨대, 대상)에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 수술-전 파라미터들은 피부 질(예컨대, 처짐), 조직 건강, 이전 수술 이력, 또는 다른 특성과 같은, 대상의 신체상에서의 이식 부위의 특성들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 수술-전 파라미터들은 절개의 깊이, 절개 폭 및/또는 길이, 절개 위치, 및/또는 이식 부위에 있거나 또는 그에 근위인 조직의 볼륨과 같은, 이식 부위의 일련의 치수들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 수술-전 파라미터들은 하나 이상의 이미징 디바이스들(예컨대, 스캐너, 카메라 등)에 의해 취해진 이미지들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수술-전 파라미터들은, 다른 방법들 중에서, 고-분해능 스캐닝, 초음파 이미징, 고-분해능 사진, 3-차원 이미징, 또는 시각적 검사를 사용하여 수집될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 수술-전 파라미터들은 국제 출원 공개 번호 WO/2017/175055에 개시된 디바이스들, 시스템들 및 방법들을 사용하여 취해진 이미지들을 포함할 수 있다. 부가적으로, 수술-전 파라미터들은 예컨대, 초음파 탄성-그래픽 기술들을 사용하여, 이식 부위 및 주변 면적의 더 깊은 조직 속성들을 조사함으로써 수집될 수 있다. 다른 변형들에서, 측정들은 Eulerian 비디오 확대 기술들 및 그에 대한 변형들에 의해 취해질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 수술-전 파라미터들은 예컨대, 이식 부위의 하나 이상의 치수들을 결정하기 위해 프로세싱된 이미지들을 포함할 수 있다.
단계 104에 따른 수술-후 이식 부위의 시뮬레이션을 생성하는 것은, 예컨대, 이식 부위의 시각적 표현을 생성하기 위해 예상된 수술-후 파라미터들과 함께 수신된 수술-전 파라미터들을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 수술-후 파라미터들은 수술-후 이식 부위의 원하는 측정치들(예컨대, 높이, 폭, 볼륨, 형태, 및/또는 임플란트 유형)과 같은, 이식 부위에서의 외과적 시술(예컨대, 임플란트를 포함한 확대 시술)의 원하는 결과를 특성화한 데이터를 포함할 수 있다. 수술-후 이식 부위의 시뮬레이션을 생성하기 위해, 수술-후 파라미터들은 수술-후 조건들이 결정될 수 있는 베이스 또는 시작 지점으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 유방 성형술의 경우에, 대상의 수술-전 가슴 크기(예컨대, 형태 및 볼륨)는, 원하는 수술-후 가슴 크기의 알려진 형태 및/또는 볼륨과 함께, 대상의 몸통의 시뮬레이션 상에서 수술-후 가슴 크기를 묘사하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 수술-후 이식 부위의 생성된 시뮬레이션은, 예컨대, 사용자 디바이스로 출력되고 및/또는 참조 또는 나중 사용을 위해 저장될 수 있는 3-차원 시각적 시뮬레이션을 포함할 수 있다.
단계 106에 따른 수술-후 이식 부위를 달성하는데 사용하기 위한 임플란트들의 카탈로그 또는 데이터베이스를 제공하는 것은 수술-후 이식 부위의 특성들을 달성하기 위해 사용될 수 있는 임플란트들을 결정하기 위해 이식 부위의 수술-전 파라미터들 및 수술-후 이식 부위의 시뮬레이션을 프로세싱하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수술-전 이식 부위의 볼륨보다 큰 수술-후 상태에서의 이식 부위에서의 원하는 볼륨(예컨대, 가슴 또는 엉덩이와 같은, 신체 부분의 볼륨)을 달성하기 위해, 특정한 볼륨 범위의 임플란트들이 유용할 수 있다고 결정될 수 있다. 게다가, 원하는 형태, 텍스처, 무게, 또는 대상의 신체와의 호환성을 달성하기 위해, 특정한 형태들 및 재료 조성들을 가진 임플란트들이 적절할 수 있다고 결정될 수 있다.
예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 둥근 임플란트들이 선택될 수 있는 반면, 다른 것들에서, 타원형, 눈물방울, 또는 다른 형태가 선택될 수 있다. 추가 예로서, 몇몇 실시예들에서, 실리콘 겔 또는 식염수와 같은 유체 충전재를 가진 임플란트들이 선택될 수 있는 반면, 다른 실시예들에서, 구조화된 내부, 점성이 적은 충전 재료, 및/또는 더 단단한 내부(예컨대, 예를 들어, "구미 베어" 내부를 제공하는, 고 점성 재료들을 포함한)를 가진 임플란트들이 선택될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 중력-민감 특성들을 제공하는 점성 및 탄성을 갖는 충전 재료를 가진 임플란트들이 선택될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 부드러운-텍스처 표면들, 미세-텍스처 표면들, 거친-텍스처 표면들, 또는 이들의 조합을 가진 임플란트들이 선택될 수 있다. 본 개시에 따라 적절하다고 발견될 수 있는 임플란트들의 대표적인 특성들은, 예컨대, 미국 출원 공개 번호 2015/0282926, 미국 출원 공개 번호 2014/0081398, 및/또는 국제 출원 공개 번호 WO2017/196973에서 개시된다. 임플란트들의 카탈로그를 제공하는 것은, 하나 이상의 임플란트들이 사용자에 의해 선택될 수 있도록, 이용 가능한 임플란트들을 식별하는, 예컨대, 리스트, 데이터베이스, 이미지들의 그룹들 등을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 임플란트들의 카탈로그를 제공하는 것은 예컨대, 사용자 디바이스(예컨대, 도 13에서 묘사된 사용자 디바이스(1306))로 임플란트들의 리스트, 데이터베이스, 또는 그룹을 내보내거나 또는 출력하는 것을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 방법(100)은 임플란트들의 카탈로그로부터 임플란트의 선택을 수신하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 선택은, 예컨대, 방법(100)을 수행하는 컴퓨터 시스템에 의해 자동으로 이루어질 수 있거나, 또는 수동으로, 예컨대, 의사, 환자, 또는 다른 개인에 의해 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 임플란트의 선택은, 예컨대, 방법(100)에 따른 추가 단계들을 수행하도록 도울 수 있다.
일반적으로, 단계 108에 따른 타겟 수술-후 이식 부위를 달성하기 위한 하이브리드 전략을 결정하는 것은 예컨대, 임플란트 및 이식 부위에 이식되고, 주입되거나, 또는 그 외 부가될 때, 수술-후 이식 부위의 크기(볼륨), 형태, 및/또는 다른 특성들을 달성하도록 돕는 하나 이상의 이차 재료들의 조합을 산출하기 위해 이식 부위의 수술-전 파라미터들 및 수술-후 이식 부위의 시뮬레이션을 사용하여 하나 이상의 알고리즘들을 실행하는 것을 포함할 수 있다. 알고리즘의 하나의 이러한 유형은 이하에서 도 2를 참조하여 더 상세하게 설명된다. 임플란트가 임플란트들의 카탈로그로부터 선택되는 실시예들에서, 단계(108)를 수행하는 것은 선택적으로, 하이브리드 전략을 결정하기 위한 기초로서, 선택된 임플란트의 볼륨과 같은, 선택된 임플란트의 파라미터들을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 단계(108)는 크기(볼륨) 및/또는 형태에서의 차이와 같은, 수술-전 이식 부위와 수술-후 이식 부위 사이에서의 차이를 결정하기 위해 수술-후 이식 부위의 시뮬레이션 및 이식 부위에 대한 수술-전 파라미터들을 사용하는 것을 수반할 수 있다. 결정된 차이는 하이브리드 전략을 결정하기 위한 기초로서 작용할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 타겟 수술-후 파라미터(예컨대, 형태 또는 볼륨)는 하이브리드 전략을 결정하기 위한 기초로서 작용할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 단계(108)는 임플란트로서 부가될 제 1 볼륨을 식별하는 것, 및 임플란트 외에 부가될 이차 재료의 제 2 볼륨을 식별하는 것을 포함한, 이식 부위에 부가될 타겟 수술-후 볼륨(또한, 여기에서 총 볼륨으로서 불리움), 예컨대 이식 부위에 부가될 총 볼륨의 부분인 제 1 볼륨과 제 2 볼륨을 식별하는 것을 포함할 수 있다. 유리하게는, 이식 부위에 부가될 전체 볼륨을 포함하는 임플란트를 부가하는 대신에, 임플란트와 함께 이식 부위에 이차 재료의 제 2 볼륨을 부가하는 것은 외과적 시술로부터 보다 자연스럽고, 더 양호하게 지지되며, 및/또는 맞춤화된 결과를 야기할 수 있다.
이차 재료는 임플란트와 함께 이식 부위에서 주입하고, 이식하거나 또는 그 외 보충하기 위한 임의의 적절한 생체적합 재료일 수 있다. 대표적인 적절한 재료들은, 예컨대, 지방(비상동 또는 자가 지방), 자연 충전재들, 인조 충전재들, 이들의 조합들, 및/또는 미학 및 미용 수술의 분야에 유용한 비계 재료들의 조합들을 포함한다. 특정한 이점들은 선택된 이차 재료의 유형에 의존하여 달라질 수 있다. 예를 들어, 지방 이식술들은 수술-후 이식 부위에서 더 자연스러운 결과 및/또는 이식 부위에서 임플란트의 보다 양호한 수용(생체적합성)을 제공할 수 있다. 추가 예로서, 비계 재료들은 수술-후 이식 부위의 개선된 구조화, 및/또는 이식 부위 내에서 임플란트의 개선된 배치 및/또는 앵커링을 허용할 수 있다. 부가적으로, 이식 부위에서 이차 재료의 배치 및 분할은, 수술-후 이식 부위에서 맞춤 형태 또는 크기를 제공하기 위해, 맞춤화 가능할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 임플란트 볼륨(제 1 볼륨) 및 이차 재료의 볼륨(제 2 볼륨)을 결정하는 것 외에, 단계 108에 따라 하이브리드 전략을 결정하는 것은 이식 부위에서 이차 재료의 볼륨을 배치하기 위한 파라미터들을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 이식 부위는 상이한 영역들(예컨대, 상이한 세그먼트들 및/또는 서브섹션들)로 나뉠 수 있다. 이차 재료의 볼륨은 상이한 영역들 중에서 분할될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 알고리즘은 상이한 영역들 중에서 이차 재료의 볼륨을 자동으로 분할하기 위해 이용될 수 있다(예컨대, 도 12 및 여기에서의 연관된 논의를 참조하자). 추가 실시예들에서, 입력(예컨대, 의사 또는 환자와 같은, 사용자로부터, 또는 데이터베이스와 같은, 디지털 소스로부터)은 상이한 영역들 중에서 이차 재료의 볼륨의 분할을 결정하고 및/또는 조정하기 위해 사용될 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 하이브리드 전략을 결정하는 것은 이식 부위에 부가될 총 볼륨을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 총 볼륨은 예컨대, 수술-전 이식 파라미터들을 사용하여 수술-전 이식 부위 볼륨을 산출하고, 예컨대, 단계 104에서 시뮬레이션된 수술-후 이식 부위의 파라미터들을 사용하여 수술-후 이식 부위 볼륨을 산출하며, 수술-후 이식 부위 볼륨과 수술-전 이식 부위 볼륨 간의 차이를 산출함으로써 결정될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 총 볼륨은 임플란트들의 카탈로그로부터 선택된 초기 임플란트의 볼륨인 것으로 가정될 수 있으며, 이는 독립적으로 선택될 수 있거나 또는 수술-전 이식 부위 볼륨 및 수술-전 이식 부위 볼륨의 산출된 차이에 기초하여 선택될 수 있다(예컨대, 초기 임플란트는 산출된 차이에 가장 가까운 볼륨을 갖는다).
몇몇 실시예들에서, 하이브리드 전략을 결정하는 것은 일련의 "선택적" 시나리오들(예컨대, 2, 3, 4, 5, 또는 그 이상의 시나리오들)을 통해 구동하는 것을 포함할 수 있으며, 이는 하나 이상의 이차 재료들의 볼륨으로 보완된, 미리 결정된 치수들 및 볼륨의 임플란트를 반영한 이식 부위의 하나 이상의 시뮬레이션들을 야기할 수 있다.
단계 110에 따른 하이브리드 전략에 기초하여 외과적 추천을 제공하는 것은 하이브리드 전략을 선택하고 이를 예컨대, 의사, 환자, 디지털 리포지터리, 또는 다른 수신인에게 출력하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 외과적 추천을 제공하는 것은 하이브리드 전략을 사용자 인터페이스로 출력하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 외과적 추천을 제공하는 것은 이차 재료의 볼륨 및 유형과 함께 임플란트 형태, 유형, 및/또는 볼륨을 추천하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 외과적 추천은 또한 원하는 결과를 복제할 가능성을 강화하기 위해, 대상, 임플란트, 및/또는 이차 재료의 물리적 및/또는 생물학적 속성들에 기초하여 절개 부위, 이차 재료의 볼륨에 대한 배치 파라미터들, 및/또는 이차 재료의 볼륨에 대한 또는 임플란트에 대한 주입/삽입 위치들을 추천하는 것을 포함할 수 있다.
도 2는 본 개시의 양상들에 따른 대표적인 방법(200)을 예시한다. 상기 논의된 바와 같이, 도 2는 하이브리드 전략(예컨대, 방법(100)의 단계 108)을 개발할 때 추가 상세한 단계들에서 도시한다. 방법(200)은 이식 부위에 대한 수술-전 파라미터들을 수신하는 것(단계 202), 이식 부위에 대한 타겟 수술-후 볼륨을 수신하는 것(단계 204), 수술-전 파라미터들 및 타겟 수술-후 볼륨을 사용하여 적절한 임플란트 볼륨을 결정하는 것(단계 206), 적절한 임플란트 볼륨에 기초하여 임플란트를 선택하는 것(단계 208), 선택된 임플란트 및 타겟 수술-후 볼륨에 기초하여 이차 재료의 타겟 볼륨을 결정하는 것(단계 210), 및 이차 재료 특성들에 기초하여 이차 재료의 타겟 볼륨을 조정하는 것(단계 212)을 포함할 수 있다.
단계(202)에 따른 이식 부위에 대한 수술-전 파라미터들을 수신하는 것은 방법(100)에 대하여 설명된 단계(102) 중 임의의 및/또는 모든 양상들을 포함할 수 있다. 단계(204)에 따른 이식 부위에 대한 타겟 수술-후 볼륨을 수신하는 것은 예컨대, 예를 들어 사용자로부터 이식 부위에 대한 타겟 수술-후 볼륨을 수신하는 것을 포함할 수 있고 및/또는 타겟 수술-후 볼륨을 산출하는 것, 시뮬레이션하는 것, 또는 추정하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 단계(204)는 임플란트의 선택을 수신하는 것(예컨대, 방법(100)의 단계(105)에 따라 제공된 임플란트들의 카탈로그로부터), 및 이식 부위에 대한 수신된 수술-전 파라미터들 및 선택된 임플란트의 볼륨을 사용하여 수술-후 볼륨을 추정하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 단계(204)는 사용자가 조정할 수 있는(예컨대, 특정한 임플란트를 선택함으로써) 수술-후 이식 부위의 시뮬레이션을 생성하는 것, 및 그 후 조정된 시뮬레이션을 사용하여 타겟 수술-후 볼륨을 산출하는 것을 포함할 수 있다.
단계(206)에 따라 수술-전 파라미터들 및 타겟 수술-후 볼륨을 사용하여 근사치 임플란트 볼륨을 결정하는 것은 타겟 수술-후 볼륨(총 볼륨)의 어떤 부분 또는 퍼센티지가 임플란트를 포함해야 하는지를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 부분은 예컨대, 대상의 특성들에 기초하여 달라질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 대상의 피부 처짐은 임플란트 볼륨의 선택에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 더 높은 피부 처짐을 가진 대상은 임플란트가 더 낮은 퍼센티지(예컨대, 약 55%)의 타겟 수술-후 볼륨을 이룰 것을 요구하거나 또는 필요로 할 수 있는, 더 낮은 피부 처짐을 가진 대상과 대조적으로, 예컨대, 대상의 피부를 적절하게 성형하고 지지하기 위해, 임플란트가 더 높은 퍼센티지(예컨대, 약 65%)의 타겟 수술-후 볼륨을 이루도록 요구하거나 또는 필요로 할 수 있다. 피부 처짐의 이러한 파라미터는 "핀치 테스트(pinch test)"를 사용하여 주관적으로 산출될 수 있거나, 또는 처짐과 같은 피부 및 밑에 있는 조직에서 탄력성(엘라스틴 및/또는 콜라겐)의 양을 수량화하고/한정하는 다른 적절한 방법들에 의해 결정될 수 있다.
임플란트에 의해 감안될 타겟 수술-후 볼륨의 부분 또는 퍼센티지는 또한 또는 대안적으로, 예컨대, 의사 추천들, 환자 선호들, 및/또는 이들의 조합에 의존하여 달라질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 임플란트(임플란트 볼륨)로서 이식 부위에 부가될 타겟 수술-후 볼륨의 퍼센티지는, 약 50%에서 약 70%로, 약 55%에서 약 65%로, 또는 약 45%, 약 50%, 약 55%, 약 60%, 약 65%, 약 70%, 약 75%, 또는 약 80%와 같은, 약 45%에서 약 80%로 달라질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 임플란트로서 이식 부위에 부가될 타겟 수술-후 볼륨의 퍼센티지는 계수에 도달하기 위해 100으로 나누어질 수 있다. 피부 질(예컨대, 피부 처짐)이 임플란트로서 부가될 타겟 수술-후 볼륨의 퍼센티지를 요인으로 포함하는 실시예들에서, 결과적인 계수는 피부 질 계수로서 불리울 수 있다.
근사치 임플란트 볼륨에 도달하기 위해, 타겟 수술-후 볼륨은 결정된 계수로 곱하여질 수 있다. 예를 들어, 임플란트에 의해 감안될 타겟 수술-후 볼륨의 결정된 퍼센티지가 65%이며 타겟 수술-후 볼륨이 400cc이면, 적절한 임플란트 볼륨은 0.65×400cc, 또는 260cc일 수 있다. 몇몇 상황들에서, 도 3에 대하여 추가로 설명되는 바와 같이, 타겟 수술-후 볼륨은 적절한 근사치 임플란트 볼륨에 도달하기 위해 결정된 계수 두 배(또는 그 이상)로 곱하여질 수 있다.
단계(208)에 따라 근사치 임플란트 볼륨에 기초하여 임플란트를 선택하는 것은 이용 가능한 임플란트들의 하나 이상의 카탈로그들 또는 데이터베이스들을 검토하는 것 및 근사치 임플란트 볼륨에 가까운 볼륨을 가진 임플란트를 선택하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 근사치 임플란트 볼륨보다 작은 또는 큰 볼륨을 가진 임플란트가 선택될 수 있다. 이는 정확하게 근사치 임플란트 볼륨을 가진 임플란트가 이용 가능하지 않은 상황들을 감안할 수 있다. 임플란트들은 종종 예를 들어, 제한된 다양한 크기들로 생성된다. 뿐만 아니라, 제조사 또는 유통업체 재고, 원하는 임플란트 유형, 표면 텍스처, 충전 텍스처, 점성 등과 같은, 다수의 인자들이 임플란트들의 이용 가능성을 제한할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 의사는 단지 하나 또는 더 적은 브랜드들의 임플란트들을 갖고 선택적으로 일하여, 매우 다양한 임플란트 볼륨들의 이용 가능성을 추가로 제한할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 단계(208)는 자동으로 수행될 수 있으며; 예를 들어, 방법(200)을 수행하는 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 디지털 임플란트 카탈로그들을 검토할 수 있으며 검토된 카탈로그들로부터 임플란트를 자동으로 선택할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 단계(208)는 예컨대, 사용자 디바이스 또는 인터페이스를 통해 사용자로부터 임플란트의 선택을 수신하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템은 그 후, 제안된 임플란트를 수용하거나 또는 거절할 수 있는, 사용자에게 제안될 수 있는 임플란트를 선택할 수 있다. 사용자가 임플란트를 거절한다면, 또는 컴퓨터가 임플란트를 선택하는 것에 독립적으로, 사용자는 근사치 임플란트 볼륨에 가까운 볼륨들을 가진 임플란트들의 리스트, 및 그들의 특성들(예컨대, 사용자 디바이스 상에서)을 제공받을 수 있다. 사용자는 그 후 리스트로부터 원하는 임플란트를 선택할 수 있다. 선택적으로, 사용자는 근사치 임플란트 볼륨으로부터 볼륨에서의 변화의 크기를 선택할 수 있으며, 볼륨에서의 변화의 선택된 크기 이하에 속하는 임플란트들을 볼 수 있을 것이다.
단계(210)에 따라 선택된 임플란트 및 타겟 수술-후 볼륨에 기초하여 이차 재료의 타겟 볼륨을 결정하는 것은 단계(208)에 따라 선택된 임플란트의 볼륨, 뿐만 아니라 이식 부위의 수술-전 불륨을 타겟 수술-후 볼륨으로부터 차감하는 것을 포함할 수 있다. 다시 말해서, 하이브리드 전략을 결정할 때, 일단 임플란트가 하이브리드 전략에서의 사용을 위해 선택된다면, 타겟 수술-후 볼륨의 남아있는 볼륨은 이식 부위에 대응하는 양의 이차 재료를 부가함으로써 달성될 수 있다.
이차 재료의 특성들은 이식 부위에서 임플란트를 보충할 수 있는 정도에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 방법(200)은 그 후 단계(212)를 계속할 수 있으며, 이는 이차 재료 특성들에 기초하여 이차 재료의 타겟 볼륨을 조정하는 것을 포함한다. 이 단계에서, 이식 부위에 부가될 이차 재료의 볼륨은 흡수율, 재흡수율, 및/또는 생존률과 같은, 이차 재료의 속성 또는 거동을 감안하기 위해 조정될 수 있다. 이차 재료(예컨대, 지방 조직)의 재흡수율은, 예를 들어, 약 30%, 약 35%, 약 40%, 약 45%, 약 50%, 약 55%, 및 약 60%와 같은, 약 30% 내지 약 60% 사이에 있을 수 있다. 그러므로, 이차 재료의 부가적인 양은 재흡수율을 감안하기 위해 이식 부위에 부가될 수 있다. 이러한 경우들에서, 이식 부위에 부가될 총 이차 재료 볼륨은 다음과 같이 산출될 수 있다:
Figure pct00001
식 1
예를 들어, 약 35%의 재흡수율을 가진 이차 재료에 대해, 이식 부위에 부가될 이차 재료의 볼륨은 1.35로 곱하여질 수 있으며, 따라서 이차 재료의 일 부분의 예상된 재흡수 시, 이식 부위에서 이차 재료의 남아있는 볼륨은 원하는 볼륨일 것이다.
임플란트 및 이차 재료의 조정된 볼륨을 포함하는 하이브리드 전략이 개발된다면, 프로세스들은 예컨대 추천된 외과적 전략을 저장하고 및/또는 이를 사용자에게 제공하는 것, 또는 임의의 다른 단계(들)를 계속할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 방법은 대상의 특정한 특성들을 감안하기 위해 도 1에 묘사된 것과 도 2에 대하여 묘사되고 설명된 알고리즘으로부터 수정될 수 있다. 구체적으로, 몇몇 경우들에서, 타겟 수술-후 볼륨에 결정된 부분 또는 퍼센티지를 적용하는 것(예컨대, 방법(200)의 단계(206))은 타겟 수술-후 볼륨보다 큰 근사치 임플란트 볼륨을 제공한다. 이는, 예컨대, 타겟 수술-후 볼륨이 이식 부위에서 수술-전 볼륨의 두 배 미만의 볼륨일 때 사실일 수 있다. 몇몇 이러한 경우들에서, 타겟 수술-후 볼륨에 결정된 부분 또는 퍼센티지를 적용하는 것은, 이식 부위에서 수술-전 볼륨에 부가될 때, 원하는 것보다 큰 총 수술-후 볼륨을 야기하는 제안된 근사치 임플란트 볼륨에 도달할 수 있다. 다른 이러한 경우들에서, 이 단계는 이차 재료들에 대한 공간이 거의 남아있지 않은 제안된 근사치 임플란트 볼륨에 도달할 수 있다. 방법(300)은, 방법(200)과 공통인 여러 단계들을 공유하면서, 정정 계수를 가진 이러한 경우들을 감안하기 위해 질의 및 부가적인 단계를 포함한다. 방법(300)은 이식 부위에 대한 수술-전 파라미터들을 수신하는 것(단계 302), 이식 부위에 대한 타겟 수술-후 볼륨을 수신하는 것(단계 304), 및 근사치 임플란트 볼륨을 결정하기 위해 수술-전 파라미터에 기초하여 타겟 수술-후 볼륨에 정정 계수를 적용하는 것(단계 306)을 포함할 수 있다. 방법(300)은 수술-후 볼륨이 수술-전 볼륨의 두 배 이하인지를 결정하는 것(단계 308)을 추가로 포함할 수 있다. 그렇다면, 방법(300)은 근사치 임플란트 볼륨을 재결정하기 위해 근사치 임플란트 볼륨에 정정-계수를 적용하는 것(단계 310)을 포함할 수 있다. 아니라면, 방법(300)은 단계(310)를 건너뛰는 것을 포함할 수 있다. 방법(300)은 그 후 근사치 임플란트 볼륨에 기초하여 임플란트를 선택하는 것(단계 312)을 포함할 수 있다.
단계(302)에 따라 이식 부위에 대한 수술-전 파라미터들을 수신하는 것은 방법(100)에 대하여 설명된 단계(102) 중 임의의 및/또는 모든 양상들을 포함할 수 있다. 단계(304)에 따라 이식 부위에 대한 타겟 수술-후 볼륨을 수신하는 것은 방법(200)에 대하여 설명된 단계(204)의 임의의 및/또는 모든 양상들을 포함할 수 있다. 단계(306)에 따라 근사치 임플란트 볼륨을 결정하기 위해 수술-전 파라미터에 기초하여 타겟 수술-후 볼륨에 정정 계수를 적용하는 것은 방법(200)에 대하여 설명된 단계(206)의 임의의 및/또는 모든 양상들을 공유할 수 있으며, 여기에서 단계(306)의 정정 계수는 단계(206)의, 임플란트로 채워져야 하는 타겟 수술-후 볼륨의 결정된 부분 또는 퍼센티지이며, 수술-전 파라미터는 피부 처짐과 같은, 대상의 특성이다.
단계(308)에 따르면, 방법(300)은 그 후 타겟 수술-후 볼륨은 수술-전 볼륨의 두 배 이하인지를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 아니라면, 방법(300)은 단계(312)를 계속할 수 있다. 그러나, 타겟 수술-후 볼륨이 실제로 타겟 이식 부위에서 수술-전 볼륨의 두 배 이하이면, 방법(300)은, 근사치 임플란트 볼륨을 재-결정하기 위해, 근사치 임플란트 볼륨에 정정 계수를 적용하는 것을 포함하는, 단계(310)로 진행할 수 있다. 이 단계는 수술-전 볼륨과 타겟 수술-후 볼륨 사이에서의 비교적 더 작은 전체 볼륨 차이를 감안하기 위해, 임플란트로 채워져야 하는 타겟 수술-후 볼륨의 결정된 부분 또는 퍼센티지로 근사치 임플란트 볼륨을 곱하는 것을 포함할 수 있다.
예를 들어, 임플란트에 의해 감안될 타겟 수술-후 볼륨의 결정된 퍼센티지가 65%이며 타겟 수술-후 볼륨이 400cc이고, 이식 부위의 수술-전 볼륨이 200cc이면(즉, 타겟 수술-후 볼륨이 타겟 이식 부위에서 수술-전 볼륨의 두 배 이하이면), 근사치 임플란트 볼륨은 400cc×0.65×0.65, 또는 169cc일 수 있다. 그러므로, 이 단계는 수술-전 볼륨과 타겟 수술-후 볼륨 간의 전체 볼륨 차이가 단지 200cc인 사실을 감안하기 위해 근사치 임플란트 볼륨을 감소시킨다.
몇몇 경우들에서, 수술-전 볼륨과 타겟 수술-후 볼륨 간의 전체 볼륨은 훨씬 더 작을 수 있으며, 따라서 정정 계수를 두 배 적용하는 것은 불충분하다. 예를 들어, 타겟 수술-후 볼륨은 400cc일 수 있으며 이식 부위의 수술-전 볼륨은 250cc일 수 있다. 이러한 경우에, 정정 계수를 두 배 적용하는 것은(169cc의 근사치 임플란트 볼륨에 도달하기 위해) 여전히 수술-전 볼륨과 타겟 수술-후 볼륨 간의 전체 볼륨 차이(이 경우에, 150cc)보다 큰 근사치 임플란트 볼륨을 야기한다. 이러한 경우에, 정정 계수는, 근사치 임플란트 볼륨이 수술-전 볼륨과 타겟 수술-후 볼륨 간의 전체 볼륨 차이 미만일 때까지, 두 번 이상 적용될 수 있다. 최종적으로, 단계(312)에 따라 근사치 임플란트 볼륨에 기초하여 임플란트를 선택하는 것은 방법(200)에 대하여 설명된 단계(208)의 임의의 및/또는 모든 양상들을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3의 논의에서 시사된 바와 같이, 여기에서 논의된 방법들의 양상들은 예컨대, 시각적 사용자 인터페이스일 수 있는, 사용자 인터페이스를 가진 사용자 디바이스로부터 입력을 수신하고 및/또는 그로 출력을 전송하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 입력 및 출력은 사용자(예컨대, 의사, 대상, 또는 다른 사용자)가 예컨대, 더욱 맞춤화된 최종 결과를 달성하도록 잠재적인 외과적 시술의 양상들을 보고 변경하는 것을 허용할 수 있다. 도 4는 본 개시의 양상들에 따른 대표적인 방법(400)을 예시한다. 방법(400)은 예컨대, 디지털 카탈로그로부터, 초기 임플란트의 선택을 수신하는 것(단계 402), 선택된 초기 임플란트를 포함한 수술-후 이식 부위의 제 1 시각적 시뮬레이션을 생성하는 것(단계 404), 제 2 임플란트 및 이차 재료의 볼륨을 포함한 수술-후 이식 부위의 제 2 시각적 시뮬레이션을 생성하는 것(단계 406), 제 2 시각적 시뮬레이션의 파라미터를 조정하는 입력을 수신하는 것(단계 408), 및 조정된 파라미터를 감안하기 위해 조정된 제 2 시각적 시뮬레이션을 생성하는 것(단계 410)을 포함할 수 있다.
여기에서 개시된 다른 방법들과 마찬가지로, 방법(400)의 단계들은, 예컨대 컴퓨팅 하드웨어 및 소프트웨어를 포함한 시스템(예컨대, 시스템(1300))에 의해 수행될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 입력을 수신하는 단계들(예컨대, 단계(402) 및 단계(408))은 사용자 디바이스(예컨대, 디바이스(1306))로부터 입력을 수신하는 것을 포함할 수 있으며 시각적 시뮬레이션을 생성하거나 또는 조정하는 단계들은 컴퓨터 시스템(예컨대, 컴퓨터 시스템(1304)), 및/또는 보다 구체적으로 모델링 엔진(예컨대, 모델링 엔진(1310))의 사용을 포함할 수 있다. 사용자 디바이스 및 컴퓨터 시스템의 구성들 및 상대적인 위치들은 시스템(1300)에 대하여 추가로 설명되지만, 일반적으로 방법(400)의 단계들을 수행하기 위한 임의의 적절한 구성 또는 위치를 가질 수 있다.
단계(402)에 따라 디지털 카탈로그로부터 초기 임플란트의 선택을 수신하는 것은 예컨대, 디지털 카탈로그에서 특정한 임플란트의 식별을 수신하는 것 및/또는 초기 임플란트의 볼륨, 크기, 충전 유형, 및/또는 다른 특성을 수신하는 것을 포함할 수 있다. 디지털 카탈로그는, 예컨대, 방법(100)의 단계(106)에 따라 제공된 맞춤된 리스트 또는 데이터베이스일 수 있거나, 또는 기존의 리스트 또는 데이터베이스일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 디지털 카탈로그는 사용자 인터페이스로 제공될 수 있으며, 사용자 인터페이스는 그 다음에 초기 임플란트의 사용자 선택을 수신할 수 있다.
단계(404)에 따라 선택된 초기 임플란트를 포함한 수술-후 이식 부위의 제 1 시각적 시뮬레이션을 생성하는 것은 선택된 초기 임플란트가 이식되거나 또는 위치된 이식 부위의 이미지를 구성하기 위해 선택된 초기 임플란트의 파라미터들과 조합하여 수술-전 이식 부위의 파라미터들(예컨대, 방법(100)의 단계(102), 방법(200)의 단계(202), 또는 방법(300)의 단계(302)에 따라 수신된)을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 시각적 시뮬레이션을 생성하는 것은 예컨대, 예를 들어 대상의 이미징 데이터를 사용하여 3차원 시각적 시뮬레이션을 생성하는 것 및 선택된 초기 임플란트의 부가를 시뮬레이션하기 위해 그를 조정하는 것을 포함할 수 있다. 여기에서 참조로서 통합된, 2019년 5월 30일에 출원된, 국제 출원 번호 PCT/US2019/034667에 개시된 3-차원 시뮬레이션들 및/또는 관련된 방법들과 알고리즘들 중 임의의 것이 본 개시에서 사용될 수 있다.
예를 들어, 여기에서의 방법들은 조직 볼륨(유방 볼륨 모델에서 유방 조직)을 설명하기 위해 사용된 복수의 4면체들을 포함하는 3-차원 모델을 사용한 시뮬레이션을 생성하고 및/또는 조작하는 것을 포함할 수 있다. 시뮬레이션은 초기 구성에 대응하는 3-차원 모델에 기초할 수 있으며, 여기에서 모델은 여기에서 개시된 바와 같이 임플란트 및 이차 재료들의 배치를 수용하기 위해 조직의 팽창 또는 신장을 시뮬레이션하기 위해 수정될 수 있다. 예를 들어, 증가된 볼륨의 기준 4면체의 세트가 정의될 수 있으며, 여기에서 기준 4면체는 볼륨 증가의 계획된 영역에 대응한다. 고려된 의료 시술들의 결과들을 시뮬레이션하기 위해 이러한 3-차원 모델들을 생성하고 수정하는 것에 대한 추가 세부사항들은 2019년 5월 30일에 출원된 PCT/US2019/034667에서 제공된다.
단계(406)에 따른 제 2 임플란트 및 이차 재료의 볼륨을 포함한 수술-후 이식 부위의 제 2 시각적 시뮬레이션을 생성하는 것은 예컨대, 임플란트 볼륨(임플란트 볼륨을 가진 선택된 초기 임플란트를 가진) 및 이차 재료의 볼륨을 포함한 잠재적인 하이브리드 전략을 수신하거나 또는 산출하는 것, 및 하이브리드 전략의 시뮬레이션을 구성하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 단계(406)에 따라 생성된 시각적 시뮬레이션은 이식 부위에서 이차 재료의 볼륨의 표준 또는 디폴트 분포를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 단계(406)에 따라 생성된 시각적 시뮬레이션은 이식 부위에 분포된 이차 재료의 볼륨을 포함하지 않으며 간단히 맞춤화된 분포에서 시뮬레이션에 부가될 수 있는 이차 재료의 이용 가능한 볼륨을 주목할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 제 1 시각적 시뮬레이션 및/또는 제 2 시각적 시뮬레이션은 예컨대, 사용자 인터페이스로 출력될 수 있다. 예를 들어, 제 1 시각적 시뮬레이션 및 제 2 시각적 시뮬레이션의 비교 뷰가, 예컨대, 사용자로 하여금 초기 선택된 임플란트의 사용과 이식 부위에서 하이브리드 전략의 사용 간의 유사성들 및 차이들을 보도록 허용하기 위해 제공될 수 있다. 제 1 시각적 시뮬레이션 및/또는 제 2 시각적 시뮬레이션의 프리젠테이션은 선택적으로, 사용자로 하여금 시각적 시뮬레이션들을 변경하거나 또는 그 외 그와 상호 작용하고 이를 조작하도록 허용하기 위해 디바이스의 사용자 인터페이스상에 상호작용 요소들(예컨대, 슬라이더들, 버튼들, 미터들, 컬러 코딩 등)을 포함할 수 있다.
단계(408)에 따라 제 2 시각적 시뮬레이션의 파라미터를 조정하는 입력을 수신하는 것은 이러한 상호작용 요소를 통해 사용자로부터 변화를 수신하는 것을 포함할 수 있다. 이 단계는 외과적 시술 또는 사용된 재료들에서의 변화에 대응하는 제 2 시각적 시뮬레이션의 임의의 파라미터에 대한 변화를 수신하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 임플란트 크기, 임플란트 형태, 임플란트 유형, 임플란트 배치 위치, 이차 재료의 볼륨, 및/또는 이차 재료의 분포에 대한 변화가 수신될 수 있다.
단계(410)에 따라 조정된 파라미터를 감안하기 위해 조정된 제 2 시각적 시뮬레이션을 생성하는 것은 제 2 시각적 시뮬레이션에서 조정을 반영하기 위해 수신된 입력에 응답하여 필요한 임의의 재산출들을 하는 것, 재산출들에 따라 제 2 시각적 시뮬레이션을 재생성하거나 또는 변경하는 것, 및/또는 조정된 제 2 시각적 시뮬레이션을 출력하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자는 수술의 결과에 대한 다양한 옵션들 및 조정들의 효과를 관찰하기 위해, 및 단지 선택된 초기 임플란트만을 사용하는 접근법과 제 2 임플란트 및 이차 재료의 볼륨을 사용한 접근법(예컨대, 하이브리드 접근법) 간의 유사성들 및 차이들을 보기 위해 시각적 시뮬레이션과 상호작용할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 조정들은 제 1 및 제 2 시각적 시뮬레이션들 양쪽 모두에 대해 수신될 수 있다. 다른 실시예들에서, 조정들은 단지 제 2 시각적 시뮬레이션에 대해서만 수신될 수 있다. 일반적으로, 방법(400)은 사용자가 임플란트를 포함한 고려된 외과적 시술을 시각화하고, 맞춤화하며, 그 외 이를 준비하도록 도울 수 있다.
본 개시의 몇몇 실시예들은 대상(예컨대, 환자), 및 의사(예컨대, 외과의) 간의 협업을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 몇몇 실시예들에서, 환자는 수술-후 이식 부위의 원하는 형태 및 크기를 선택할 수 있을 것이다. 환자의 측정치들은, 예컨대 클라이언트 상에서 이식 부위의 3-차원 이미지에 대해 수행될 수 있으며(여기에서 3-차원 이미지는 예컨대, 스캐너의 카메라에 의해 획득될 수 있다), 환자의 원하는 수술-후 이식 부위의 시뮬레이션은 타겟 수술-후 이식 부위의 시뮬레이션을 얻기 위해 환자 측정치들과 조합될 수 있다. 그 직접적인 결과로, 유방 임플란트의 외과의 선택에 대한 컴퓨터-구현된 변화가 여기에서 설명된 하나 이상의 방법들에 기초하여 출력될 수 있다. 알고리즘은 최종 원하는 형태 및 크기에 대한 잠재적인 최상의 매칭을 찾기 위해 상이한 임플란트들(예컨대, 표면 곡률들, 면적 등)의 볼륨들 및 형태들을 비교할 수 있다. 부가적으로, 알고리즘은 환자의 초기 측정들 및 부가적인 기하학적 산출들에 기초하여 임플란트들의 순서를 서열화할 수 있으며, 이는 임플란트의 물리적 및/또는 기계적 속성들, 이차 재료들의 물리화학적 속성들에 기초할 수 있으며, 및/또는 다른 고려사항들에 기초할 수 있다.
참조가 이제 본 개시의 양상들과 함께 사용될 수 있는 대표적인 사용자 인터페이스들의 뷰들에 대해 이루어질 것이다. 본 개시의 방법들과 조합하기에 적합한 사용자 인터페이스들은 일반적으로 사용자들이 생성된 시뮬레이션들을 보고, 그들에 대해 선택들과 조정들을 하며, 및/또는 생성된 시뮬레이션들을 저장하고, 로딩하고, 전달하거나, 또는 그 외 외과적 시술을 고려하거나 또는 준비할 때 이를 사용하도록 허용할 수 있다. 이와 같이, 본 개시에 따른 사용자 인터페이스들은 이들 목표들을 달성하기 위해 임의의 적절한 디스플레이들, 상호작용 요소들, 옵션들 등을 포함할 수 있다. 여기에서 묘사된 뷰들은 단지 제한된 예들이며, 이 기술분야의 통상의 기술자는 대표적인 사용자 인터페이스들에 대한 더 많은 변화들이 가능하고 고려된다는 것을 이해할 것이다.
도 5 내지 도 7은 예컨대, 미학 또는 재건 수술들을 시뮬레이션하고, 모델링하고, 설계하며, 준비하는데 사용하기 위한 대표적인 사용자 인터페이스의 뷰들(500, 600, 700)을 묘사한다. 뷰(500)는 이식 부위의 수술-전 시각적 시뮬레이션(510)을 포함할 수 있다(이 경우에, 몸통이 묘사된다). 뷰(500)는 또한 다양한 일반적인 시뮬레이션 설정들, 선택되고 시뮬레이션에 부가될 수 있는 복수의 임플란트들을 나열한 임플란트 선택 메뉴(530)(예컨대, 복수의 임플란트들의 각각의 치수들을 나열한), 및 다양한 방식들로 생성된 시뮬레이션의 사용을 도출 수 있는 옵션들을 포함한, 시뮬레이션 사용 메뉴(540)를 포함한다.
수술-전 시각적 시뮬레이션(510)은 본 개시 및 임의의 적절한 방법의 양상들에 따라(예컨대, 여기에서의 다른 곳에서 개시된 바와 같이, 이미지들, 파라미터들, 측정들, 또는 대상에 관련된 다른 데이터를 사용하여) 생성된 시뮬레이션일 수 있다. 일반적으로, 수술-전 시각적 시뮬레이션(510)은 수술-전 상태에서, 즉 대상의 신체로 하나 이상의 임플란트들을 삽입하기 위한 고려된 외과적 시술 전에) 대상의 이식 부위를 묘사한다. 몇몇 실시예들에서, 시뮬레이션(510)은 3-차원 렌더링과 같은, 3차원 시뮬레이션일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 시뮬레이션(510)은 상호작용적일 수 있다(예컨대, 회전 가능, 확장 가능, 확대 가능 등). 시뮬레이션(510)은 사용자가 이식 부위의 초기 상황(예컨대, 크기, 형태, 모습)을 시각화하고 분석하는 것을 도울 수 있다.
시뮬레이션 설정 메뉴(520)는 고려된 외과적 시술을 맞춤화하기 위해 하나 이상의 선택 가능한 옵션들을 포함할 수 있다. 예로서, 메뉴(520)는 임플란트 위치 또는 위치들을 선택하고, 외과적 시술의 유형을 선택하며, 디지털 카탈로그의 유형을 보기 위한 옵션을 포함한다. 디지털 카탈로그들의 유형들은, 예컨대, 임플란트 브랜드(제조사), 임플란트 모델, 형태, 텍스처 등에 의해 달라질 수 있다. 임플란트 선택 메뉴(530)는 이식 부위에 포함할 잠재적인 임플란트들의 리스트 또는 다른 프리젠테이션을 포함할 수 있다. 예를 들어, 임플란트 선택 메뉴(530)는 다양한 치수들(예컨대, 볼륨들, 직경들, 형태들 등)을 포함할 수 있다. 시뮬레이션 사용 메뉴(540)는 시뮬레이션에서 하나 이상의 임플란트들을 구현하고, 변경하고, 비교하는 등을 위한 옵션들을 포함할 수 있다.
도 6은 선택된 크기의 임플란트를 포함한 이식 부위의 수술-후 시각적 시뮬레이션(610)을 포함한, 뷰(600)를 묘사한다. 뷰(600)는 예컨대, 시뮬레이션 설정 메뉴(520)와 같은, 뷰(500)와 동일한 메뉴들 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 뷰(500)에 도시된 메뉴들과 상이하거나 또는 그로부터 달라진 하나 이상의 뷰들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 대표적인 임플란트 크기 메뉴(630)가 도시되지며, 이는 단일 임플란트 형태의 다양한 볼륨들을 나열할 수 있다.
수술-후 시각적 시뮬레이션(610)은 본 개시 및 임의의 적절한 방법(예컨대, 여기에서의 다른 곳에 개시된 바와 같이 이미지들, 파라미터들, 측정치들, 또는 대상에 관련된 다른 데이터를 사용한)의 양상들에 따라 생성된 시뮬레이션일 수 있다. 일반적으로, 수술-후 시각적 시뮬레이션(610)은 수술-후 상태에 있는, 즉 하나 이상의 임플란트들을 포함한 대상의 이식 부위를 묘사할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 수술-후 시각적 시뮬레이션(610)은 예컨대, 이식이 이식 부위에서 볼륨의 전체 크기를 감안하는 표준 이식 시술(임플란트 및 이차 재료의 볼륨을 포함한 하이브리드 전략과 대조적으로)을 묘사할 수 있다. 시뮬레이션(510)과 마찬가지로, 시뮬레이션(610)은 3-차원 렌더링과 같은, 3차원 시뮬레이션일 수 있으며, 유사하게 상호작용적일 수 있다(예컨대, 회전 가능, 확장 가능, 확대 가능 등). 시뮬레이션(610)은 사용자가 이식 부위의 초기 상태(예컨대, 크기, 형태, 모습)를 시각화하고 분석하도록 도울 수 있다.
임플란트 크기 메뉴(630)는 예컨대, 뷰(500)에 묘사된 임플란트 선택 메뉴(530) 상에서의 변화 또는 그의 서브-메뉴일 수 있다. 임플란트 크기 메뉴(630)는 특정한 형태를 가진 임플란트들(예컨대, 해부학적으로 성형된 임플란트들과 대조적으로, 둥근 임플란트들)을 보기 위한 옵션의 선택에 기초하여 묘사될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 임플란트 크기 메뉴(630)는 사용자가 특정한 특성을 가진 임플란트들(이 경우에, 둥근 형태)을 검토하고 선택하도록 허용하기 위해, 예컨대, 임플란트 선택 메뉴(530)보다 작은 수의 임플란트 옵션들을 포함할 수 있다. 이 기술분야에서의 통상의 기술자는 많은 다른 유형들의 임플란트 선택 메뉴들이 가능하며 여기에서 고려된다는 것을 이해할 것이다.
도 7은 선택된 크기의 임플란트 및 이차 재료(예컨대, 지방)의 볼륨을 포함한 이식 부위의 하이브리드 수술-후 시각적 시뮬레이션(710)을 포함할 수 있는, 뷰(700)를 묘사한다. 뷰(700)는 또한 뷰들(500 및 600)과 동일한 메뉴들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 뷰(700)는 예컨대, 스컬핑 설정 메뉴(720) 및 이차 재료 분포 메뉴(730)와 같은, 하이브리드 수술-후 시뮬레이션에 특정된 메뉴들을 포함할 수 있다.
하이브리드 수술-후 시각적 시뮬레이션(710)은 본 개시 및 임의의 적절한 방법의 양상들에 따라(예컨대, 임플란트 및 이차 재료의 산출된 조합과 조합하여, 여기에서의 다른 곳에서 개시된 바와 같이, 이미지들, 파라미터들, 측정치들, 또는 대상에 관련된 다른 데이터를 사용하여) 생성된 시뮬레이션일 수 있다. 일반적으로, 하이브리드 수술-후 시각적 시뮬레이션(710)은 임플란트(또는 도시된 바와 같이, 이중 유방 성형술의 경우에, 두 개의 임플란트들) 및 이차 재료의 볼륨 모두를 포함한 수술-후 상태에서 대상의 이식 부위를 묘사한다. 시뮬레이션들(510 및 610)과 마찬가지로, 시뮬레이션(710)은 3-차원 렌더링과 같은, 3차원 시뮬레이션일 수 있으며, 유사하게 상호작용적일 수 있다(예컨대, 회전 가능, 확장 가능, 확대 가능 등). 시뮬레이션(710)은 사용자가 외과적 시술에 대한 하이브리드 접근법을 시각화하고 이를 분석하도록 도울 수 있으며, 맞춤화된 타겟 수술-후 결과를 도출하기 위해 사용자가 "스컬핑하거나" 또는 그 외 하이브리드 접근법을 변경하도록(예컨대, 이차 재료의 분포를 변경함으로써) 허용할 수 있다.
스컬핑 설정 메뉴(720)는, 예컨대, 선택된 이식 부위(여기에서, 왼쪽 유방 또는 오른쪽 유방)에서 임플란트 크기 또는 이차 재료의 볼륨을 변경하기 위한 옵션들을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 추천된 임플란트 크기가 디스플레이될 수 있다. 추천된 임플란트 크기는 여기에서 개시된 알고리즘들 및/또는 방법들에 따라(예컨대, 방법들(100, 200, 및/또는 300)에 따라) 산출될 수 있다. 상호작용 구성요소(예컨대, 슬라이더, 미터, 버튼, 또는 숫자 입력 필드)는 원하는 수술-후 볼륨의 변화를 허용할 수 있다. 원하는 수술-후 볼륨의 변화에 응답하여, 추천된 임플란트 크기가 변할 수 있다(예컨대, 사용자 인터페이스는 원하는 수술-후 볼륨에 대한 변화들에 기초하여 추천된 임플란트 크기를 동적으로 제공할 수 있다).
이차 재료 분포 메뉴(730)는 예컨대, 이식 부위의 섹션들(예컨대, 도시된 바와 같이 사분면들, 또는 다른 섹션들)로의 분할을 포함할 수 있으며 사용자가 각각의 섹션에 대한 상호작용 구성요소들(에컨대, 슬라이더들, 미터들, 버튼들, 숫자 입력 필드들 등)을 통해 이식 부위에서 이차 재료의 분포에 부가하고, 그로부터 차감하거나, 또는 그 외 변경하도록 허용할 수 있다. 알고리즘들은 예컨대, 이차 재료 분포 메뉴에서 이루어진 조정들에 따라 시뮬레이션을 동적으로 업데이트하기 위해 이용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 평탄화 알고리즘들은 또한 이차 재료 분포 메뉴(730)에서의 시뮬레이션에 대해 이루어진 변화들에 관계없이, 이식 부위에 대해 바람직하게 매끄러운(예컨대, 잘-통합된) 모습을 유지하기 위해 이용될 수 있다. 이차 재료 분포에 대해 이루어진 변화들에 따라 시뮬레이션을 업데이트하는 대표적인 방법은 여기에서 도 12에 대하여 설명된다.
몇몇 실시예들에서, 뷰들(500, 600, 및 700)은 모두 동시에 디스플레이 가능할 수 있다(예컨대, 별개의 윈도우들에서). 몇몇 실시예들에서, 각각의 뷰에 도시된 시뮬레이션들을 비교하기 위해, 뷰들(500, 600, 및 700) 사이에서 토글링하는 것이 가능할 수 있다. 다른 실시예들에서, 상이한 시뮬레이션들의 나란한 비교를 직접 보기 위한 옵션이 이용 가능할 수 있다(예컨대, 도 11 참조).
도 8 내지 도 11은 예컨대, 미용 수술들을 시뮬레이션하고, 모델링하고, 설계하며, 준비하는데 사용하기 위한 또 다른 대표적인 사용자 인터페이스의 뷰들(800, 900, 1000, 1100)을 묘사한다. 뷰(800)는, 예를 들어, 이식 부위의 수술-전 시각적 시뮬레이션(810), 및 이식 부위의 비교적인 수술-후 시각적 시뮬레이션(820)을 포함할 수 있다. 수술-후 시각적 시뮬레이션 조정 메뉴(830)는 수술-후 시각적 시뮬레이션(820)에 대한 변화들을 허용할 수 있다. 시뮬레이션 사용 메뉴(840)는 다양한 방식들로 생성된 시뮬레이션들의 사용을 돕기 위한 옵션들을 포함할 수 있다.
수술-전 시각적 시뮬레이션(810)은 예컨대, 뷰(500)의 수술-전 시각적 시뮬레이션(510)과 특성들을 공유할 수 있다. 수술-후 시각적 시뮬레이션(820)은 마찬가지로, 예컨대, 뷰(600)의 수술-후 시각적 시뮬레이션(610)과 특성들을 공유할 수 있다. 뷰(800)는 수술-전 및 수술-후 시각적 시뮬레이션들이 둘 사이에서의 더 직접적인 비교를 위해 동시에 보여지도록 허용한다. 몇몇 실시예들에서, 수술-전 시각적 시뮬레이션(810) 및 수술-후 시각적 시뮬레이션(820)은 양쪽 모두 회전 가능하고, 확대 가능하거나, 또는 그 외 한 줄로 보일 수 있으며, 따라서 두 개의 시뮬레이션들의 유사한 뷰들이 동시에 조사될 수 있다.
조정 메뉴(830)는 사용자가 수술-후 시각적 시뮬레이션(820)을 조정하도록 허용하는 상호작용 요소 또는 상호작용 요소들의 모음일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 수술-후 시각적 시뮬레이션(820)은 조정 메뉴(830)에서 이루어진 조정들에 의존하여 동적으로 변할 수 있다. 조정 메뉴(830)는 예컨대, 이식 부위의 수술-후 볼륨, 형태, 높이, 돌출, 또는 다른 특성들을 변경하기 위한 옵션들을 포함할 수 있다. 부가적으로, 수술-후 시각적 시뮬레이션(820) 및/또는 조정 메뉴(830)는 예컨대, 수술-후 시각적 시뮬레이션(820)에서 이식 부위의 수치 특성들을 보여줄 수 있다. 예를 들어, 이식 부위의 수술-후 볼륨 및/또는 다른 치수는 수술-후 시각적 시뮬레이션(820)이 예컨대, 실시간으로 또는 주기적으로 수술-전 시각적 시뮬레이션(810)과 수술-후 시각적 시뮬레이션(820) 사이에서의 차이들을 산출함으로써 조정될 수 있으므로 동적으로 산출될 수 있다. 따라서, 이식 부위의 수술-후 볼륨 및/또는 직경(및/또는 다른 치수들)은 수술-후 시각적 시뮬레이션(820) 및/또는 조정 메뉴(830)의 부분으로서 표시될 수 있다. 이러한 방식으로, 뷰(800)는 원하는 수술-후 이식 부위가 달성될 때까지 사용자가 수술-후 이식 부위의 특성들을 조정하고 보도록 허용할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예컨대, 조정 메뉴(830)를 사용하여 이루어진 조정들을 통한 원하는 수술-후 이식 부위에서의 도달은 또한 수술-후 볼륨의 선택으로서 작용할 수 있다.
시뮬레이션 사용 메뉴(840)는 시뮬레이션(들)의 사용을 돕기 위한 다양한 선택 가능한 옵션들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시뮬레이션 사용 메뉴(840)는 시뮬레이션 또는 시뮬레이션들을 로딩하고, 인쇄하고, 저장하고, 분석하고, 주석화하거나, 또는 시각적으로 제공하기 위한 옵션들을 포함할 수 있다. 시뮬레이션 사용 메뉴(840)는 예컨대, 다수의 뷰들 중 임의의 것으로부터 시뮬레이션들을 저장하고, 로딩하며, 그 외 조작하도록 허용하기 위해 사용자 인터페이스의 다수의 뷰들 상에서 이용 가능할 수 있다.
도 9는 수술-후 시각적 시뮬레이션(820), 조정 메뉴(830), 임플란트 탐색 메뉴(930), 및 임플란트 선택 메뉴(94)를 포함할 수 있는 뷰(900)를 묘사한다. 뷰(900)는, 시뮬레이션 사용 메뉴(840)와 같은, 뷰(800)와 동일한 메뉴들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
임플란트 탐색 메뉴(930)는 수술-후 시각적 시뮬레이션(820)의 특성들과 호환 가능한 임플란트들의 리스트를 가진 임플란트 선택 메뉴(940)를 실장하기 위해 사용자로부터 입력을 수용할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 임플란트 탐색 메뉴(930)는 특정한 임플란트 브랜드, 형태, 또는 특정한 텍스처 또는 충전 유형을 갖는 것과 같은, 탐색 기준들의 입력을 수용할 수 있다. 임플란트 선택 메뉴(940)는 또한, 예컨대, 수술-전 이식 부위로부터 수술-후 시각적 시뮬레이션을 달성하는데 적합할 수 있는 측정치들을 가진 탐색 기준들에 맞는 임플란트들을 나열할 수 있다. 임플란트 선택 메뉴(940)에서의 몇몇 임플란트들은 하이브리드-호환 가능 임플란트들로서 식별될 수 있으며 - 즉, 그들은 하이브리드 전략의 부분으로서, 이차 재료의 볼륨과 조합하여 사용될 수 있다. 사용자는 그 후 수술-후 시각적 시뮬레이션(820)의 추가 개선을 위해 임플란트 선택 메뉴(940)로부터 임플란트를 선택할 수 있을 것이다.
도 10은 뷰(900)의 클로즈-업 부분을 묘사하며, 여기에서 하이브리드-호환 가능 임플란트가 임플란트 선택 메뉴(940)로부터 선택되었다. 하이브리드-호환 가능 임플란트의 선택 시, 하이브리드 전략의 생성을 허용하는 버튼(1010)이 뷰(900)에 디지털적으로 부가될 수 있다. 버튼(1010)은 도 11에 묘사된 바와 같이, 새로운 수술-후 하이브리드 시뮬레이션을 생성할 수 있다.
도 11은 수술-전 시각적 시뮬레이션(810), 수술-후 시각적 시뮬레이션(820), 및 하이브리드 수술-후 시각적 시뮬레이션(1110)과 같은, 여러 시뮬레이션들의 비교를 포함할 수 있는, 뷰(1100)를 묘사한다. 뷰(1100)는 사용자가 예컨대, 수술-후 시각적 시뮬레이션(920) 및/또는 하이브리드 수술-후 시각적 시뮬레이션(1110)의 파라미터들을 조정하도록 허용할 수 있는, 조정 툴(1120)을 포함할 수 있다. 게다가, 뷰(1100)는 이식 부위의 상이한 섹션들을 식별하기 위해 사용자에 의해 또는 디지털적으로 적용될 수 있는, 측정 라인들(815)을 묘사한다. 측정 라인들(815)은 수술-전 시각적 시뮬레이션(815) 상에서 묘사되지만, 유사한 측정 라인들이 수술-후 시각적 시뮬레이션(820) 또는 하이브리드 수술-후 시각적 시뮬레이션(1110)에 적용될 수 있다.
하이브리드 수술-후 시각적 시뮬레이션(1110)은 예컨대, 뷰(700)의 하이브리드 수술-후 시각적 시뮬레이션(710)과 임의의 또는 모든 특성들을 공유할 수 있다. 일반적으로, 하이브리드 수술-후 시각적 시뮬레이션(1110)은 임플란트 선택 메뉴(940)로부터 이루어진 선택에 기초한 임플란트 및 이차 재료의 볼륨 양쪽 모두를 포함한 수술-후 상태에서의 대상의 이식 부위를 묘사할 수 있다. 여기에서 개시된 다른 시뮬레이션들과 마찬가지로, 시뮬레이션(1110)은 3-차원 렌더링과 같은, 3차원 시뮬레이션일 수 있으며, 유사하게 상호작용적일 수 있다(예컨대, 회전 가능, 확장 가능, 확대 가능 등). 시뮬레이션(1110)은 사용자가 외과적 시술에 대한 하이브리드 접근법을 시각화하고 분석하도록 도울 수 있다. 조정 툴(1120)은 맞춤화된 타겟 수술-후 결과를 도출하기 위해 사용자가 "스컬핑하거나" 또는 그 외 하이브리드 접근법을 변경하도록(에컨대, 이차 재료의 볼륨, 분포, 또는 유형을 변경함으로써) 허용할 수 있다.
이식 부위에 이차 재료의 볼륨의 부가를 시뮬레이션하기 위한 방법들은, 예컨대, 임플란트/이식 부위 주위에 현실적이고 적절한 방식으로 이차 재료를 자동으로 나눌 수 있는 알고리즘들로부터 이익을 얻을 수 있다. 이러한 알고리즘들은 예컨대, 모델링 엔진(예컨대, 시스템(1300)의 모델링 엔진(1310) 참조)의 부분으로서 구동될 수 있다. 일반적으로, 알고리즘들은 이식 부위의 하나 이상의 세그먼트들의 이차 재료들의 부가(또는 그로부터의 이차 재료들의 제거)를 시뮬레이션하도록 모델링 엔진을 도출 수 있으며, 유리하게는 이식 부위에서 이차 재료들의 시뮬레이션 시 더 뛰어난 제어 및 맞춤화를 허용할 수 있다. 예를 들어, 이식 부위의 분할은 이식 부위에서 이차 재료의 배치를 위한 파라미터들에서의 더 양호한 정밀도를 제공할 수 있다. 이식 부위의 세그먼트들은 한 번 디지털적으로 결정될 수 있으며, 예컨대 이식 부위의 둘레 및/또는 중심 또는 중심점이 식별된다. 예를 들어, 유방 성형술을 위해, 시뮬레이션된 유방 면적은 최대 돌출 지점에서 또는 유방의 유두 부분에서 교차할 수 있는 4개의 사분면들로 디지털적으로 분리될 수 있다.
이식 부위의 세그먼트에서 이차 재료들의 부가 또는 차감을 시뮬레이션할 때, 본 개시에 따른 방법들 및 이러한 방법들을 구현하기 위한 알고리즘들은 두 개의 목표들, 즉: 이식 부위의 하나 이상의 디지털 세그먼트들의 나머지 볼륨에서 사실적인 증가(또는 감소)를 시뮬레이션하는 것, 및 이러한 세그먼트들 및/또는 이식 부위의 둘레의 윤곽을 사실적으로 그리는 것을 다룰 수 있으며, 따라서 세그먼트의 안쪽 면적 및 세그먼트의 바깥쪽 면적(예컨대, 이식 부위 내에 있거나 또는 이식 부위의 외부에 있는) 간의 평활한 전이가 유지된다.
이들 목표들 양쪽 모두를 달성하기 위해, 이식 부위의 세그먼트들은 기하학적 서브섹션들(예컨대, 4면체 또는 다른 적절한 형태들)로 추가로 나뉠 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 이식 부위의 4면체 모델(예컨대, 유방 모델)은 삼각형 메시 표면으로부터 구성될 수 있다. 각각의 서브섹션은 서브-섹션(예컨대, 서브섹션의 중심 지점)과 기준 지점(예컨대, 이식 부위의 중심 또는 중심점, 이식 부위의 둘레 상에서의 지점, 또는 양쪽 모두) 사이에서의 거리에 의해 식별되거나 또는 특성화될 수 있다. 세그먼트들은 예컨대, 모델링 엔진의 무리한 프로세싱 전력 없이, 사실적인 모델링을 허용하기 위해 충분히 작은 서브섹션들로 나뉠 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 세그먼트들 및/또는 서브섹션들은 이식 부위의 일반적인 위치에 기초하여 선택되고 배향될 수 있다. 예를 들어, 유방 이식 부위의 경우에, 대상의 흉벽이 이식 부위를 세그먼트들 및/또는 서브섹션들로 나누기 위한 좌표 시스템에 맞추기 위해 사용될 수 있다. 전역적 공간으로부터 흉벽의 배향으로 서브섹션들의 중심 지점들(예컨대, 4면체 중심 지점들)을 회전시키는 회전 매트릭스가 형성될 수 있다. 좌표 시스템에서의 지점들은 유두 위치가 좌표 시스템의 원점에 위치되도록 변환될 수 있다. 좌표 시스템의 4개의 사분면들의 각각은 그 후 유방 이식 부위를 이루는 4개의 세그먼트들 중 하나로 변환될 수 있다(예컨대, x<0 및 y<0인 지점들이 남서 분면에 대응하고, x<0 및 y<0인 지점들이 남동 분면에 대응하고, x<0 및 y>0인 지점들이 북서 분면에 대응하며, x>0 및 y>0인 지점들이 북동 분면에 대응하도록).
이식 부위의 세그먼트에서 볼륨의 증가를 시뮬레이션하기 위해, 모델링 엔진은 그들의 수술-전 또는 그 외 원래 볼륨의 몇몇 부분만큼 세그먼트에서 서브섹션들의 볼륨을 증가시킬 수 있다. 볼륨 증가에 대한 스케일링 인자는 세그먼트의 원래 볼륨으로부터, 및 부가된 이차 재료의 볼륨으로부터 계산될 수 있다. 볼륨 증가는 각각의 서브섹션의 특성화에 의존하여, 서브섹션 단위 기반으로 테이퍼링될 수 있으며, 따라서 더 큰 볼륨 증가는 세그먼트의 주변부에서보다 세그먼트의 중심에서 모델링된다. 이는 세그먼트들 사이에서 더 평활한 전이들을 허용할 수 있다. 게다가, 볼륨 증가는 대상의 신체 표면, 중력의 방향 등과 같은, 부가적인 기준 지점들에 의존하여 테이퍼링될 수 있다.
이식 부위의 둘레에서 사실적/평활한 윤곽을 시뮬레이션하기 위해, 모델링 엔진은 세그먼트의 보더 면적을 복수의 지점들로 분리할 수 있으며, 지점과 세그먼트의 바깥쪽 표면의 가장 가까운 지점(예컨대, 이식 부위의 바깥쪽에 있는 둘레 지점) 사이에서의 거리에 의존하여 각각의 지점에 변위를 적용할 수 있다. 보더 면적은, 예컨대 알고리즘적으로 결정될 수 있거나, 또는 사용자 입력을 사용하여 결정될 수 있다. 복수의 지점들의 각각의 지점에 대한 변위의 크기는 세그먼트와 지점 사이에서의 거리에 음의 상관관계가 있을 수 있다. 예를 들어, 둘레 지점을 향한 변위의 부분은 보더 면적 내에서의 각각의 지점에 적용될 수 있으며, 여기에서 부분은 각각의 지점과 가장 가까운 둘레 지점 간의 거리가 감소함에 따라 0으로 감쇠한다. 이를 달성하기 위해 구현된 대표적인 함수는 다음과 같다:
Figure pct00002
식 2
여기에서 d는 가장 가까운 둘레 지점으로의 거리이고, Dmax는 보더 면적의 폭(즉, d≤Dmax)이며, e는 선택될 수 있는 감쇠 지수 파라미터이다.
도 12는 본 개시의 양상들에 따른 대표적인 둘레 윤곽형성 방법(1200)을 예시한다. 방법(1200)은 이식 부위에 부가할 재료의 볼륨에 관한 데이터를 수신하는 것(단계 1202), 이식 부위를 영역들로 분리하는 것(단계 1204), 각각의 영역을 서브-영역들로 분리하는 것(단계 1206), 영역에서 각각의 서브-영역의 볼륨을 증가시킴으로써 이식 부위의 영역으로의 재료의 볼륨의 부가를 시뮬레이션하는 것으로서, 각각의 서브-영역에 대한 볼륨의 증가는 서브-영역과 원점 간의 거리에 의존적인, 상기 재료의 볼륨의 부가를 시뮬레이션하는 것(단계 1208), 및 임플란트 부위의 영역과 영역의 바깥쪽 면적 사이에서의 볼륨의 평활한 변화를 시뮬레이션하기 위해 평탄화 알고리즘을 수행하는 것(단계 1210)을 포함할 수 있다.
단계(1202)에 따라 이식 부위에 부가할 재료의 볼륨에 관한 데이터를 수신하는 것은, 예컨대, 이식 부위에 부가할 이차 재료의 수동으로-입력된 또는 자동으로-제안된 볼륨을 수신하는 것을 포함할 수 있다. 단계(1204)에 따라 이식 부위를 영역들로 분리하는 것은 상기 설명된 바와 같이, 예컨대, 이식 부위의 중심 지점, 핵심, 또는 보더에 기초하여 이식 부위의 사분면들 또는 다른 세그먼트들을 식별함으로써 행해질 수 있다. 단계(1206)에 따라 각각의 영역을 서브-영역들로 분리하는 것은 또한 상기 설명된 바와 같이, 예컨대, 각각의 세그먼트를 서브섹션들로 분리하며 중심 지점과 하나 이상의 기준 지점들(예컨대, 중심, 중심점, 또는 세그먼트의 또는 이식 부위의 주변부) 간의 거리 및 중심 지점에 의해 각각의 서브섹션을 특성화함으로써 행해질 수 있다. 단계(1208)에 따라 이식 부위의 영역으로의 재료의 볼륨의 부가를 시뮬레이션하는 것은 논의 중인 영역(예컨대, 세그먼트) 내에 있는 서브섹션들을 식별하는 것, 및 그들의 기준 볼륨들을 증가시키는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 영역 또는 세그먼트에서 서브섹션들의 총 개시 볼륨이 V0에 의해 특성화되며, vf가 영역 또는 세그먼트에 부가될 이차 재료의 볼륨이면, 영역 또는 세그먼트에서 각각의 서브섹션의 기준 볼륨은 s배만큼 증가할 수 있다:
s = (V0 + vf) / V0 식 3
몇몇 실시예들에서, 모델링 엔진은 이 알고리즘 또는 유사한 알고리즘을 세그먼트 또는 영역에 적용할 수 있으며 서브섹션들이 그들의 초기 크기들보다 큰 s배인 상기 세그먼트 또는 영역에서의 해결책을 향해 나아갈 것이다. 상기 설명된 바와 같이, 각각의 서브섹션에 부가된 볼륨은 서브섹션의 중심 지점 및 영역 또는 세그먼트의 둘레 또는 다른 기준 지점 간의 거리와 관련되어 테이퍼링할 수 있다. 단계(120)에 따라 이식 부위의 영역과 영역의 바깥쪽 면적 간의 볼륨에서의 평활한 변화를 시뮬레이션하기 위해 평탄화 알고리즘을 수행하는 것은 예컨대, 영역의 보더 면적에서의 지점들로 식 2를 적용하는 것을 포함할 수 있다.
여기에서 개시된 실시예들은 임의의 적절한 기술 또는 시스템을 사용하여 생성되고, 실행되고, 디스플레이될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 여기에서 개시된 방법들은 하나 이상의 컴퓨터 시스템들을 사용하여 실행될 수 있다. 도 13은 여기에서 설명된 방법들(예컨대, 방법들(100, 200, 300, 400, 1200))을 실행하기 위한 대표적인 시스템(1300)의 고-레벨 개략도를 묘사한다. 구체적으로, 도 13은 이미징 시스템(1302), 컴퓨터 시스템(1304), 및 사용자 디바이스(1306)를 묘사하며, 그 모두는 전자 네트워크(1320)에 연결될 수 있다.
시스템(1300)은 단지 대표적이며, 시스템(1300)이 여기에서 개시된 실시예들의 실행, 디스플레이 등을 가능하게 하는데 적합한 임의의 구성을 가질 수 있다는 것은 이 기술분야에서의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 시스템(1300)의 구성요소들(예컨대, 이미징 시스템(1302), 컴퓨터 시스템(1304), 및 사용자 디바이스(1306))은 단일 디바이스 또는 시스템의 부분일 수 있다. 다른 실시예들에서, 시스템(1300)의 구성요소들은 각각 별개의 디바이스, 컴퓨터, 또는 컴퓨터들의 그룹을 포함할 수 있다.
이미징 시스템(1302)은 예컨대, 이식 부위를 특성화한 이미징 데이터를 수신하는데 적합한 임의의 이미징 시스템일 수 있다. 여기에서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 이미징 데이터는 2- 또는 3-차원 이미지들, 물리적 측정치들, 또는 이식 부위의 시뮬레이션을 생성하고 및/또는 이를 분석하는데 적합한 임의의 다른 데이터를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 이미징 시스템(1302)은 카메라들, 스캐너들(예컨대, 하나 이상의 카메라들을 포함함), x-선 디바이스들, 컴퓨터 단층촬영 디바이스들, 자기 공명 이미징 디바이스들, 양전자 방출 단층촬영 디바이스들, 및/또는 다른 디바이스들과 같은, 몸의 2- 및 3-차원 이미지들을 캡처하도록 설계된 하나 이상의 이미지 캡처 디바이스들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 이미징 시스템(1302)은 구체적으로, 이식 부위를 시뮬레이션하는 것을 돕기 위해 상세한 시각적 데이터를 획득하도록 설계된 스캐너를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미징 시스템(1302)은 여기에서 전체적으로 참조로서 통합된, 국제 출원 공개 번호 WO2017/175055에서 개시된 시스템들의 양상들을 포함할 수 있다. 이미징 시스템(1302)은 예컨대, 의료 설비, 사무실, 교육 시설, 가정, 또는 임의의 다른 적절한 위치에 위치될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 이미징 시스템(1302)은 휴대용일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 시스템(1300)은 다수의 유형들의 이미징 시스템들(1302)을 포함할 수 있다는 것이 고려된다.
컴퓨터 시스템(1304)은 예컨대, 이미징 시스템(1302) 및/또는 사용자 디바이스(1306)로부터 수신된 이미지들 및 데이터를 프로세싱하고, 저장하고, 생성하며, 및/또는 조작하도록 구성된 하나 이상의 컴퓨터들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 컴퓨터 시스템(1304)은 단일 디바이스 또는 시스템으로 이미징 시스템(1302) 및/또는 사용자 디바이스(1306)와 조합될 수 있다. 다른 실시예들에서, 컴퓨터 시스템(1304)은 네트워크(1320)를 통해 이미징 시스템(1302) 및/또는 사용자 디바이스(1306)로 및/또는 그로부터 데이터를 수신하고 및/또는 전송할 수 있다. 컴퓨터 시스템(1304)은, 예를 들어, 이미지들 및 데이터를 저장하기 위한 저장 모듈(1312), 및 이미지들 및 데이터를 프로세싱하고 조작하기 위한 프로세싱 모듈(1308)을 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(1304)은 또한 이미징 시스템(1302) 및/또는 사용자 디바이스(1306)로부터 수신되고, 및/또는 저장 모듈(1312)에 저장된 이미지들 및 데이터를 사용하여 시뮬레이션들을 생성하고 및/또는 업데이트할 수 있는 모델링 엔진(1310)을 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(1304)은 또한, 예를 들어, 외과적 시술을 위한 파라미터들(예컨대, 임플란트 크기 및/또는 이차 재료의 볼륨)의 하나 이상의 제안들 또는 추천들을 생성하고 및/또는 업데이트할 수 있는 추천 엔진(1314)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 모델링 엔진(1310) 및 추천 엔진(1314)은, 함께 또는 별도로, 데이터를 수신하고 전송하며, 및/또는 여기에서 개시된 방법들(예컨대, 방법들(100, 200, 300, 400, 1200))의 양상들을 수행할 수 있다.
저장 모듈(1312)은 데이터 및/또는 이미지들을 전자적으로 저장하도록 구성된 하나 이상의 컴퓨터들, 컴퓨터 프로세서들, 하드 드라이브들, 클라우드-기반 저장 시스템들, 및/또는 다른 시스템을 포함할 수 있다. 저장 모듈(1312)은 예를 들어, 하나 이상의 데이터베이스들, 디지털 파일 시스템들, 및/또는 클라우드-기반 저장 시스템들에 수신된 데이터를 저장할 수 있다. 뿐만 아니라, 컴퓨터 시스템(1304)은 프로세싱 모듈(1308)에서 수신된 데이터를 프로세싱할 수 있다. 프로세싱 모듈(1308)은 예를 들어, 수신된 데이터를 카탈로그화하고, 환자, 해부학적 특징, 개입, 측정 디바이스, 생성된 날짜, 수신된 날짜 등에 의해서와 같은, 하나 이상의 카테고리들에 의해 데이터를 분류함으로써 데이터를 프로세싱할 수 있다. 이러한 프로세싱은 또한 데이터를 분석하고 및/또는 모델링 엔진(1310) 및/또는 추천 엔진(1314)에 전송할 데이터를 선택하는 것을 포함할 수 있다. 저장 모듈(1312) 및/또는 프로세싱 모듈(1308)은 그가 저장되고 및/또는 프로세싱되기 전 또는 후에, 수신된 데이터를 모델링 엔진(1310) 및/또는 추천 엔진(1314)으로 전송할 수 있다.
저장 모듈(1312), 프로세싱 모듈(1308), 모델링 엔진(1310), 및 추천 엔진(1314)은 각각 또는 모두, 예를 들어, 하나 이상의 컴퓨터 프로세서들, 컴퓨터 저장 디바이스들, 및/또는 이들의 조합들일 수 있다. 모델링 엔진(1310)은 본 개시의 실시예들에 따른 시뮬레이션(예컨대, 3-차원 시각적 시뮬레이션), 예컨대 저장 모듈(1312) 및/또는 프로세싱 모듈(1308)로부터 수신된 관련 데이터를 사용한 3-차원 시뮬레이션을 생성하고 및/또는 업데이트할 수 있다. 추천 엔진(1314)은 모델링 저장 모듈(1312), 프로세싱 모듈(1308)로부터 수신된 데이터, 및/또는 모델링 엔진(1310)에 의해 생성되거나 또는 업데이트된 시뮬레이션에 적어도 부분적으로 기초하여, 여기에서 개시된 실시예들의 양상들에 따라 외과적 시술들(예컨대, 하이브리드 외과적 시술들)에 대한 하나 이상의 추천된 전략들을 생성하기 위해 하나 이상의 알고리즘들을 구동할 수 있다.
모델링 엔진(1310) 및/또는 추천 엔진(1314)은 여기에서 설명된 기능들을 수행하도록 허용할 수 있는 임의의 하드웨어 상에 위치될 수 있다. 예를 들어, 모델링 엔진(1310) 및 추천 엔진(1314)은 단일 컴퓨터상에서 동작할 수 있거나, 또는 예를 들어, 직렬로 또는 병렬로 동작하는, 네트워킹 컴퓨터들의 세트일 수 있다. 추가 실시예들에서, 모델링 엔진(1310) 및 추천 엔진(1314)의 기능들은 두 개의 계산 기계들, 또는 4개 이상의 계산 기계들에 의해 공유될 수 있다.
사용자 디바이스(1306)는 이식 부위의 시뮬레이션과의 사용자 상호작용을 가능하게 하는데 - 예컨대, 임플란트를 포함한 외과적 시술을 생성하고, 맞춤화하거나, 또는 그 외 이를 준비하기 위해 수술-전 또는 수술-후 이식 부위의 시뮬레이션을 생성하고, 수정하거나, 또는 보는데 적합한 임의의 디바이스일 수 있다. 사용자 디바이스(1306)는 예를 들어, 외과적 시술에 대한 시뮬레이션, 제안들, 및/또는 추천들의 사용자로의 출력을 허용하는 디바이스를 포함할 수 있다. 사용자 디바이스(1306)는 또한 시뮬레이션을 생성하거나 또는 수정하기 위한 대상 데이터, 임플란트 데이터, 이차 재료 데이터, 파라미터들, 측정치들의 입력, 및/또는 측정들에 대한 조정들을 허용할 수 있다. 사용자는, 예컨대, 의사, 환자, 장래 환자, 또는 임의의 다른 개인일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 사용자 디바이스(1306)는 예컨대, 개인용 컴퓨터 또는 의료 설비와 연관된 컴퓨터, 태블릿, 또는 이동 디바이스와 같은, 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 일반적으로, 사용자 디바이스(1306)는 그래픽 사용자 인터페이스를 가진 임의의 컴퓨팅 디바이스일 수 있다.
네트워크(1320)는 예를 들어, 인터넷, 근거리 네트워크, 광역 네트워크, 또는 이 기술분야에 알려진 임의의 다른 컴퓨터 네트워크와 같은, 컴퓨터 프로세서들, 전자 저장 디바이스들 등의 유선 또는 무선 네트워크일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 네트워크(1320)는 단일 지리적 면적, 예컨대 단일 의료 설비, 사무실, 또는 서버 시스템에 전체적으로 국소적일 수 있다. 다른 실시예들에서, 네트워크(1320)는 상이한 지리적 면적들, 예컨대, 상이한 의료 설비들, 사무실들, 도시들, 국가들, 또는 대륙들에 걸쳐 시스템(1300)의 다양한 양상들을 연결할 수 있다.
다음의 예들은 그러나, 사실상 제한하지 않고 본 개시를 예시하도록 의도된다. 본 개시는 앞서 말한 설명 및 다음의 예들과 일치하는 부가적인 실시예들을 포함한다.
예들
예 1
환자는 150cc의 수술-전 유방 볼륨을 가지며, 환자의 외과의는 400cc 임플란트들을 선택하였다. 환자의 피부 처짐에 기초하여, 총 유방 볼륨에 비교하여 임플란트의 원하는 볼륨은 65%이다(즉, 원하는 임플란트 볼륨은, 환자의 피부 처짐에 기초하여, 총 원하는 유방 볼륨의 65%이다). 컴퓨터 시스템은 다음의 결정들을 하는 알고리즘을 구동한다:
- 150cc + 400cc = 550cc (총 원하는 유방 볼륨)
- 500cc(총 원하는 유방 볼륨) × 0.65(원하는 임플란트 볼륨에 기초한 계수) = 357.5cc(환자의 피부 처짐을 고려해볼 ‹š, 총 원하는 임플란트 볼륨).
550cc 원하는 임플란트 볼륨 미만의 가장 가까운 이용 가능한 볼륨을 가진 임플란트는 350cc 임플란트이다. 컴퓨터 시스템은 하이브리드 전략 추천의 부분으로서 이러한 임플란트를 포함한다. 컴퓨터 시스템은 그 후 총 원하는 유방 볼륨 및 기존의 환자 조직(수술-전 유방 볼륨)으로부터 임플란트 볼륨을 차감함으로써 남아있는 볼륨을 결정한다.
- 550cc(총 원하는 유방 볼륨) - 350cc(이용 가능한 임플란트의 볼륨) - 150cc(수술-전 유방 볼륨) = 50cc(산출된 이차 재료의 볼륨).
선택된 이차 재료는 35% 또는 0.35의 재흡수율을 가진 자가 지방이다. 따라서, 컴퓨터 시스템은 다음과 같이 재흡수율에 기초하여 이차 재료의 볼륨을 산출한다: 50cc×1.35(예측된 재흡수를 감안하기 위해) = 67cc(추천된 지방의 볼륨). 컴퓨터 시스템은 하이브리드 전략 추천의 부분으로서 이러한 볼륨을 포함한다.
따라서, 외과의가 원래 400cc 임플란트들을 선택하는 경우, 알고리즘은 350cc 임플란트 및 77cc의 자가 지방의 하이브리드 접근법을 추천한다. 이러한 하이브리드 접근법은 보다 자연스러운 모습 및 느낌을 환자에게 제공한다.
예 2
환자는 200cc의 수술-전 유방 볼륨을 가지며, 환자의 외과의는 200cc 임플란트들을 선택하였다. 환자의 피부 처짐에 기초하여, 총 유방 볼륨에 비교하여 원하는 임플란트 볼륨은 65%이다(즉, 원하는 임플란트 볼륨은 환자의 피부 처짐을 고려해볼 때, 총 원하는 유방 볼륨의 65%이다). 컴퓨터 시스템은 다음의 결정들을 하는 알고리즘을 구동한다:
- 200cc + 200cc = 400cc(총 원하는 유방 볼륨)
- 400cc(총 원하는 유방 볼륨)×0.65(원하는 임플란트 볼륨에 기초한 계수) = 260cc.
총 원하는 유방 볼륨이 환자의 수술-전 유방 볼륨의 두 배 이하임에 따라, 계수가 다시 적용된다:
- 260cc×0.65 = 169cc(환자의 피부 처짐을 고려해볼 때, 총 원하는 임플란트 볼륨).
원하는 임플란트 볼륨 미만의 가장 가까운 이용 가능한 볼륨을 가진 임플란트는 155cc 볼륨이다. 컴퓨터 시스템은 하이브리드 전략 추천의 부분으로서 이러한 임플란트를 포함한다. 컴퓨터 시스템은 그 후 총 원하는 유방 볼륨 및 기존의 환자 조직(수술-전 유방 볼륨)으로부터 임플란트 볼륨을 차감함으로써 남아있는 볼륨을 결정한다.
- 400cc(총 원하는 유방 볼륨) - 155cc(이용 가능한 임플란트의 볼륨) - 200cc(수술-전 유방 볼륨) = 45cc(산출된 이차 재료의 볼륨).
선택된 이차 재료는 50% 또는 0.5의 재흡수율을 가진 자가 지방이다. 따라서, 컴퓨터 시스템은 다음과 같이 재흡수율에 기초하여 이차 재료의 볼륨을 산출한다: 45cc×1.5(예측된 재흡수를 감안하기 위해) = 67.5cc(추천된 지방의 볼륨). 컴퓨터 시스템은 하이브리드 전략 추천의 부분으로서 이러한 볼륨을 포함한다.
따라서, 외과의가 원래 200cc 임플란트들을 선택하는 경우, 알고리즘은 133cc 임플란트 및 약 67cc의 자가 지방의 하이브리드 접근법을 추천한다.
여기에서의 도면들 및 개시는 트랜스폰더들, 센서들, 어셈블리들, 판독기들, 임플란트들의 여러 대표적인 구성들, 및 그 사용의 여러 대표적인 방법들을 묘사하지만, 이 기술분야의 통상의 기술자는 많은 다른 구성들 및 방법들에 대한 변화들이 가능하며, 임플란트 크기, 형태, 배향, 및 환자 신체에서의 의도된 위치에 기초하여, 주어진 임플란트, 환자, 시술, 또는 적용에 적절할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 여기에서의 디바이스들, 시스템들, 및 방법들의 예들은 대표적이며 포괄적이지 않도록 의도되고; 이 기술분야에서의 통상의 기술자는 또한 여기에서의 개시된 디바이스들, 시스템들, 및 방법들 상에서의 몇몇 변화들이 또한 본 개시 내에서 고려된다는 것을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 외과적 시술의 결과를 시뮬레이션하기 위한 방법에 있어서,
    이식 부위의 수술-전 상태에 대한 파라미터들을 수신하는 단계;
    상기 이식 부위의 수술-후 상태에 대한 파라미터들을 수신하는 단계;
    상기 수술-전 및 수술-후 상태들에 대한 상기 파라미터들에 기초하여, 상기 수술-전 상태로부터 상기 수술-후 상태를 달성하기 위한 하이브리드 전략을 자동으로 생성하는 단계로서, 상기 하이브리드 전략은 제안된 임플란트 볼륨 및 제안된 이차 재료의 볼륨을 포함하는, 상기 생성하는 단계; 및
    상기 제안된 임플란트 볼륨 및 상기 제안된 이차 재료의 볼륨을 사용하여 상기 이식 부위의 상기 수술-후 상태의 시뮬레이션을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 이식 부위의 상기 수술-후 상태에 대한 파라미터들을 수신하는 단계는,
    상기 이식 부위에서의 사용을 위한 잠재적인 임플란트들의 카탈로그를 제공하는 단계; 및
    상기 잠재적인 임플란트들의 카탈로그로부터 초기 임플란트의 선택을 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 이식 부위의 상기 수술-전 상태에 대한 상기 파라미터들은 수술-전 볼륨을 포함하며, 상기 이식 부위의 상기 수술-후 상태에 대한 상기 파라미터들은 수술-후 볼륨을 포함하는, 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하이브리드 전략을 자동으로 생성하는 단계는,
    상기 수술-후 상태와 상기 수술-전 상태 간의 볼륨 차이를 산출하는 단계;
    상기 볼륨 차이에 피부 질 계수를 적용함으로써 상기 제안된 임플란트 볼륨을 결정하는 단계; 및
    상기 볼륨 차이로부터 상기 제안된 임플란트 볼륨을 차감함으로써 상기 제안된 이차 재료의 볼륨을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 수술-후 상태의 볼륨은 상기 수술-전 상태의 볼륨의 두 배 이하이며, 상기 제안된 임플란트 볼륨을 결정하는 단계는,
    제 1 값을 획득하기 위해 상기 볼륨 차이에 상기 피부 질 계수를 적용하는 단계; 및
    상기 제안된 임플란트 볼륨을 획득하기 위해 상기 제 1 값에 상기 피부 질 계수를 적용하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 피부 질 계수는 약 0.5 내지 약 0.7 사이에 있는, 방법.
  7. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제안된 이차 재료의 볼륨을 결정하는 단계는 상기 이차 재료의 재흡수율을 감안하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이차 재료는 지방 또는 인조 충전재를 포함하는, 방법.
  9. 외과적 시술의 결과를 시뮬레이션하기 위한 방법에 있어서,
    이식 부위의 수술-전 상태에 대한 파라미터들을 수신하는 단계;
    디지털 카탈로그로부터 초기 임플란트의 선택을 수신하는 단계;
    제 1 수술-후 상태에서 상기 이식 부위의 제 1 시각적 시뮬레이션을 생성하는 단계로서, 상기 제 1 수술-후 상태는 상기 선택된 초기 임플란트를 포함하는, 상기 제 1 시각적 시뮬레이션을 생성하는 단계;
    제 2 수술-후 상태에서 상기 이식 부위의 제 2 시각적 시뮬레이션을 생성하는 단계로서, 상기 제 2 수술-후 상태는 선택적으로, 디지털 카탈로그 또는 데이터베이스, 및 이차 재료의 볼륨으로부터 선택된, 제 2 임플란트를 포함하는, 상기 제 2 시각적 시뮬레이션을 생성하는 단계;
    상기 제 2 수술-후 상태의 파라미터를 조정하는 입력을 수신하는 단계; 및
    상기 조정된 파라미터를 감안하기 위해 상기 제 2 수술-후 상태에서 상기 이식 부위의 조정된 제 2 시각적 시뮬레이션을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 조정된 파라미터는 상기 이식 부위에서 상기 이차 재료의 볼륨의 분포에서의 변화를 포함하는, 방법.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서, 상기 제 2 수술-후 상태의 상기 파라미터를 조정하는 상기 입력은 상기 초기 임플란트 및 상기 제 2 임플란트의 각각과 상이한 제 3 임플란트를 포함하는, 방법.
  12. 청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서, 이식 부위의 수술-전 상태에 대한 파라미터를 수신하는 단계, 디지털 카탈로그로부터 초기 임플란트의 선택을 수신하는 단계, 및 상기 제 2 수술-후 상태의 파라미터를 조정하는 입력을 수신하는 단계는 그래픽 사용자 인터페이스로부터 데이터를 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 청구항 9 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 시각적 시뮬레이션은 상기 이식 부위의 하나 이상의 사분면들에서 상기 이차 재료의 볼륨의 분포를 포함하며, 상기 제 2 수술-후 상태의 상기 파라미터를 조정하는 상기 입력을 수신하는 단계는 상기 이식 부위의 상기 하나 이상의 사분면들 중 적어도 하나의 사분면으로의 부가 또는 그로부터의 차감을 위한 표시된 양의 이차 재료를 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 청구항 9 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 시각적 시뮬레이션 및 상기 제 2 시각적 시뮬레이션의 나란히 보기를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  15. 청구항 9 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이식 부위의 상기 수술-전 상태에 대한 파라미터들을 수신하는 단계는 상기 이식 부위의 디지털 이미징 데이터를 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 외과적 시술의 결과를 시뮬레이션하기 위한 방법에 있어서,
    이식 부위의 수술-전 상태에 대한 파라미터들을 수신하는 단계;
    상기 수술-전 상태에 대한 파라미터들 및 제안된 임플란트 볼륨을 사용하여 상기 이식 부위의 시뮬레이션을 생성하는 단계;
    상기 이식 부위에 부가될 이차 재료의 볼륨에 대한 배치 파라미터들을 수신하는 단계; 및
    상기 이차 재료의 볼륨을 포함하도록 상기 이식 부위의 상기 시뮬레이션을 수정하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 이식 부위의 상기 시뮬레이션을 생성하는 단계는 상기 이식 부위를 세그먼트들로 분할하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 청구항 16 또는 청구항 17에 있어서, 상기 이차 재료의 볼륨에 대한 상기 배치 파라미터들은 상기 이차 재료의 볼륨의 배치를 위한 세그먼트의 식별을 포함하는, 방법.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 이식 부위의 상기 시뮬레이션을 수정하는 단계는,
    상기 이차 재료의 볼륨에 대응하는 상기 식별된 세그먼트의 볼륨을 증가시키는 단계; 및
    상기 이식 부위의 둘레 상에서의 복수의 지점들에서 결과적인 변위를 생성하는 단계로서, 상기 복수의 지점들의 각 지점에 대한 변위의 크기는 상기 식별된 세그먼트와 상기 지점 사이의 거리에 음의 상관관계가 있는, 상기 결과적인 변위를 생성한 단계를 포함하는, 방법.
  20. 청구항 16 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제안된 임플란트 볼륨은 잠재적인 임플란트들의 카탈로그로부터의 임플란트에 대응하며, 및/또는 상기 이차 재료는 지방 또는 인조 충전재를 포함하는, 방법.
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