具有合并的OCT和表皮发光皮肤镜的用于皮肤病学的诊断设备制造技术

提供用于成像系统的系统和方法。在实施例中，成像系统包括第一光学路径、第二光学路径、多个光学元件、检测器和处理器。第一光学路径引导与表皮发光相关联的第一辐射射束，而第二光学路径引导与光学相干断层摄影相关联的第二辐射射束。多个光学元件将第一辐射射束和第二辐射射束发射到样本上。检测器生成与从样本返回的第一辐射射束和第二辐射射束相关联的光学数据。与第一辐射射束和第二辐射射束相关联的光学数据与样本的大致非共面区域相对应。处理器使第一射束的光学数据与第二射束的光学数据相关并生成样本图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍

本专利技术的实施例涉及使用成像设备以生成样本的增强的表面和深度图像的设计和方法，该成像设备收集样本的表皮发光和光学相干断层摄影数据并使该表皮发光和光学相干断层摄影数据相关。
技术介绍
皮肤镜多年来被医疗专业人员用于产生人体上皮细胞的图像以用于癌症检测以及其它恶性皮肤病。皮肤镜的最常见使用之一是用于皮肤癌、黑色素瘤、非黑色素瘤皮肤癌(NMSC)(包括基底细胞癌(BCC)和鳞状细胞癌(SCC))以及其它皮肤病(包括光化性角化病(AK)和牛皮癣)的早期检测和诊断。在皮肤的表面使用光以增强表面的可视化被称为表皮发光显微术(ELM)。皮肤镜传统地包括放大镜(典型地x10)、非偏振光源、透明板以及仪器与皮肤之间的液体介质，从而允许不受皮肤表面反射阻碍地对皮肤病变进行检查。一些更现代的皮肤镜无需使用液体介质并且作为替代使用偏振光以抵消皮肤表面反射。ELM自身提供皮肤的表面成像，并且甚至可以在使用多个ELM源时提供皮肤表面的三维模型。然而，ELM数据不为医学专业人员提供皮肤表面下方的任何图像或者信息。这种数据将对癌症检测和诊断以及定位皮肤表面下的肿瘤或者其它异常有用。仅仅基于ELM数据的病变检查通常不能提供充分的鉴别诊断并且医学专业人员需要借助于切除活检。光学相干断层摄影(OCT)是借助于宽带光源(或者扫频窄带源)和干涉检测系统提供具有高轴向分辨率的深度分辨信息的医学成像技术。已经发现许多应用，从眼科学和心脏病学到妇科学和生物组织的体外高分辨率实验。尽管OCT可以提供深度分辨成像，但是它典型地需要庞大的器械。
技术实现思路
提供成像系统和方法以供使用。成像系统收集使用ELM和OCT技术两者从相同设备得到的数据并使该数据相关。在实施例中，成像系统包括第一光学路径、第二光学路径、多个光学元件、检测器和处理器。第一光学路径引导与表皮发光相关联的第一辐射射束，而第二光学路径引导与光学相干断层摄影相关联的第二辐射射束。多个光学元件将第一辐射射束和第二辐射射束发射到样本上。检测器生成与已经从样本反射或者散射的并且在检测器处接收到的第一辐射射束和第二辐射射束相关联的光学数据。与第一辐射射束和第二辐射射束相关联的光学数据与样本的大致非共面区域相对应。处理器使与第一辐射射束相关联的光学数据和与第二辐射射束相关联的光学数据相关，并基于相关的光学数据生成样本的图像。在另一个实施例中，手持式成像设备包括第一光学路径、第二光学路径、多个光学元件、检测器和发送器。第一光学路径引导与表皮发光相关联的第一辐射射束，而第二光学路径引导与光学相干断层摄影相关联的第二辐射射束。多个光学元件将第一辐射射束和第二辐射射束发射到样本上。检测器生成与已经从样本反射或者散射的并且在检测器处接收到的第一辐射射束和第二辐射射束相关联的光学数据。与第一辐射射束和第二辐射射束相关联的光学数据与样本的大致非共面区域相对应。发送器被设计为向计算设备发送光学数据。还描述了示例方法。在实施例中，接收与样本的表皮发光成像相关联的第一光学数据。还接收与样本的光学相干断层摄影成像相关联的第二光学数据，其中第一光学数据和第二光学数据与样本的大致非共面区域相对应。处理设备使第一光学数据的一个或者多个帧与第二光学数据的一个或者多个帧相关以生成相关数据。处理设备还基于相关数据生成样本的图像。在实施例中，非暂时性计算机可读存储介质包括指令，当由处理设备执行时该指令时使得处理设备执行上面公开的方法。下面参照附图对本专利技术另外的特征和优点以及本专利技术各种实施例的结构和操作进行详细描述。注意，本专利技术不限于本文描述的具体实施例。本文仅出于例示性目的提供这种实施例。基于本文包括的教导，另外的实施例将对相关领域的技术人员是清楚的。附图说明被并入本文并形成说明书的一部分的附图图示了本专利技术的实施例，并连同说明书一起进一步地用来解释本专利技术的原理以及使相关领域的技术人员能够实现并使用本专利技术。图1图示了根据实施例的成像系统。图2图示了根据实施例的关于样本的表面的两个成像平面。图3A-D图示了图像平移和旋转的效果。图4A-B图示了平面外图像旋转的效果。图5A-B图示了图像平移的效果。图6图示了示例方法。图7图示了另一个示例方法。图8图示了对实现各种实施例有用的示例计算机系统。将参考附图描述本专利技术的实施例。具体实施方式尽管对具体配置和布置进行讨论，但是应当理解这仅仅是出于例示性目的。相关领域技术人员将认识到可以在不背离本专利技术的精神和范围的情况下使用其它配置和布置。将对相关领域技术人员清楚的是，还可以在各种其它应用中采用本专利技术。注意，尽管说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等等的提及指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或者特性，但是每个实施例不一定都包括该特定特征、结构或者特性。另外，这种表述并不一定指的是相同的实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或者特性时，无论是否被明确描述，结合其它实施例来实现这种特征、结构或者特性将在本领域技术人员的知识范围内。本文的实施例涉及可以用于人体上皮细胞研究的成像设备以及组合从ELM图像和OCT图像两者接收的数据以生成所研究的样本的增强三维图像的成像设备。在实施例中，两个图像模态的成像平面是非共面的，以允许以三维方式捕获和组织数据。成像设备可以包括提供两个分离的光路(一个用于ELM光，另一个用于OCT光)所需要的所有光学元件。在实施例中，每个光路可以共享一个或者多个光学元件。应当理解，术语“光”应当在上下文中被广泛地解释，并且可以包括电磁光谱的任何波长。在一个示例中，ELM光包括大约400nm与大约700nm之间的可见波长，而OCT光包括大约700nm与1500nm之间的近红外波长。其它红外范围也可以用于OCT光。另外，可以将ELM光或者OCT光概念化为辐射射束或者辐射射束。可以由任何类型的光源中的一个或者多个生成辐射射束。可以使从ELM光和OCT光两者收集的收集数据时间上和/或空间上相关以增强产生的图像。例如，成像设备与样本之间的相对移动可能在ELM图像上引起线性变换(包括平移和/或旋转)，该线性变换可以被检测并用于映射OCT图像的关联位置以用于精确重建三维模型。另外，成像设备与样本之间的相对移动还可能引起ELM数据上的平面外旋转，该平面外旋转可以被计算并用于利用角分集的增大以便改进OCT数据中的样本分析。本文描述了关于ELM与OCT图像之间的相关性的另外的细节。图1图示了根据实施例的成像系统。成像系统包括成像设备102、计算设备130和显示器132。在该示例中，成像设备102从样本126收集数据。可以通过接口128使成像设备102和计算设备130通信地耦合。例如，接口128可以是物理电缆连接、RF信号、红外或者蓝牙信号。成像设备102可以包括一个或者多个电路和分立元件，设计为通过接口128发送和/或接收数据信号。成像设备102的大小和形状可以适当地设定为在从样本126收集图像数据时舒适地握在手中。在一个示例中，成像设备102是皮肤镜。成像设备102包括保护和封装成像设备102内的各种光学元件和电气元件的壳体104。在一个实施例中，壳体104包括针对用户的手的人体工学设计。成像设备102还包括ELM光和OCT光两者可以穿过的光学窗口106。与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像系统，包括：第一光学路径，配置为引导与表皮发光显微术相关联的第一辐射射束；第二光学路径，配置为引导与光学相干断层摄影相关联的第二辐射射束；多个光学元件，配置为将第一辐射射束和第二辐射射束发射到样本上；检测器，配置为生成与已经从样本反射或者散射并且在检测器处接收到的第一辐射射束和第二辐射射束相关联的光学数据，其中与第一辐射射束和第二辐射射束相关联的光学数据与样本的大致非共面区域相对应；以及处理器，配置为：使与第一辐射射束相关联的光学数据和与第二辐射射束相关联的光学数据相关，以及基于相关的光学数据生成样本的图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.04 US 61/899,673;2014.10.31 US 14/530,0541.一种成像系统，包括：第一光学路径，配置为引导与表皮发光显微术相关联的第一辐射射束；第二光学路径，配置为引导与光学相干断层摄影相关联的第二辐射射束；多个光学元件，配置为将第一辐射射束和第二辐射射束发射到样本上；检测器，配置为生成与已经从样本反射或者散射并且在检测器处接收到的第一辐射射束和第二辐射射束相关联的光学数据，其中与第一辐射射束和第二辐射射束相关联的光学数据与样本的大致非共面区域相对应；以及处理器，配置为：使与第一辐射射束相关联的光学数据和与第二辐射射束相关联的光学数据相关，以及基于相关的光学数据生成样本的图像。2.根据权利要求1所述的成像系统，其中第一光学路径和第二光学路径包括一个或者多个光纤。3.根据权利要求1所述的成像系统，其中第一光学路径和第二光学路径包括在基板上被图案化的一个或者多个波导管。4.根据权利要求1所述的成像系统，其中第一光学路径、第二光学路径、所述多个光学元件和检测器被设置在手持式成像设备内。5.根据权利要求4所述的成像系统，其中手持式成像设备的一部分对第一辐射射束和第二辐射射束大致透明，以及所述多个光学元件被配置为通过手持式成像设备的所述一部分发射第一辐射射束和第二辐射射束。6.根据权利要求4所述的成像系统，其中手持式成像设备的第一部分对第一辐射射束大致透明，并且手持式成像设备的第二部分对第二辐射射束大致透明，以及其中所述多个光学元件的第一部分被配置为通过第一部分发射第一辐射射束，并且所述多个光学元件的第二部分被配置为通过第二部分发射第二辐射射束。7.根据权利要求4所述的成像系统，其中处理器被包括在手持式成像设备内。8.根据权利要求4所述的成像系统，其中处理器被包括在通信地耦合至手持式成像设备的计算设备内。9.根据权利要求1所述的成像系统，其中样本的大致非共面区域是样本的大致正交区域。10.根据权利要求1所述的成像系统，其中第一光学路径和第二光学路径共享相同物理路径的至少一部分。11.根据权利要求1所述的成像系统，其中检测器包括CCD照相机、光电二极管和CMOS传感器中的至少一个。12.根据权利要求1所述的成像系统，其中处理器还被配置为：分析与第一辐射射束相关联的时间顺序的光学数据，并使用第一辐射射束的时间顺序的光学数据来计算所述设备相对于样本的表面的平移移动和旋转中的至少一个。13.根据权利要求12所述的成像系统，其中处理器被配置为在跨越样本的表面的平移移动超过阈值时不使用与第二辐射射束相关联的光学数据来生成图像。14.根据权利要求12所述的成像系统，其中处理器还被配置为基于所计算的横向移动和旋转中的至少一个使与第一辐射射束相关联的一个或者多个图像的位置和与第二辐射射束相关联的一个或者多个图像的位置相关。15.根据权利要求14所述的成像系统，其中由处理器生成的图像是样本的三维图像，该样本的三维图像提供关于样本的表面的数据以及样本的表面下方的整个深度上的数据。16.根据权利要求15所述的成像系统，其中关于样本的表面的数据包括与样本的表面的粗糙度相关联的数据。17.根据权利要求1所述的成像系统，其中有关与第一辐射射束相关联的一个或者多个图像的数据被传递至与第二辐射射束相关联的一个或者多个图像，或者有关与第二辐射射束相关联的一个或者多个图像的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·巴瑞加瑞夫拉，J·L·路比欧圭沃诺，E·马伽罗巴尔巴斯，
申请(专利权)人：德尔马鲁米克斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES