處理主體皮膚的光學(xué)相干斷層成像掃描的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及處理主體皮膚的光學(xué)相干斷層成像(0CT)掃描的方法以及相關(guān)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)相干斷層成像(0CT)于1991年在美國(guó)麻省理工學(xué)院被發(fā)明并且被廣泛用于對(duì)各種器官的人體組織一特別是眼睛而且還有皮膚(J.Welzel, "Optical coherencetomography in dermatology:a review,Skin Research and Technology,vol.7,ρρ.1-9，2001)—進(jìn)行成像。特別地，我們知曉英國(guó)Kent郡Opington的Michelson Diagnostics有限公司制造并銷售的VivoSight(RTM)0CT設(shè)備，其被設(shè)計(jì)為供專業(yè)皮膚科醫(yī)師在評(píng)估患者的皮膚損傷時(shí)使用。
[0003]VivoSight 0CT設(shè)備對(duì)皮膚進(jìn)行掃描并且向用戶呈現(xiàn)垂直于皮膚表面的平面中的皮膚表面下結(jié)構(gòu)的圖像(按照慣例，該0CT設(shè)備假設(shè)垂直地定位于皮膚表面上方)。所產(chǎn)生的二維圖像在本領(lǐng)域被眾所周知地稱之為“B掃描(B-scan)”并且包括許多垂直像素的線條，后者在本領(lǐng)域被眾所周知地稱之為“A線條(A-lines)”。該圖像中的每個(gè)像素具有對(duì)應(yīng)于從0CT設(shè)備所獲得的信號(hào)的數(shù)值，該信號(hào)由于該像素的y位置處的光學(xué)特性所導(dǎo)致。而且，VivoSight設(shè)備能夠在跨皮膚表面的多個(gè)位置獲取掃描，以便跨感興趣的損傷構(gòu)建一系列B掃描。這在本領(lǐng)域被稱作多切片“堆疊”并且能夠被用戶以多種方式進(jìn)行觀看從而得出醫(yī)療上所感興趣的組織特征，諸如癌細(xì)胞的病灶。
[0004]例如，用戶能夠快速連續(xù)地觀看B掃描的堆疊以掃過損傷區(qū)域。而且，數(shù)據(jù)的堆疊能夠被重新采樣從而能夠提取并觀看(垂直于B掃描的)水平平面中的一個(gè)或多個(gè)圖像切片。水平切片在本領(lǐng)域有時(shí)被稱作“C掃描(C-scan)”。因此，能夠觀看到任意所期望深度的C掃描。此外，能夠同時(shí)觀看來自堆疊的C掃描和B掃描。所有這些對(duì)于0CT以及更一般地醫(yī)療成像領(lǐng)域的技術(shù)人員都是公知的。
[0005]皮膚科醫(yī)師出于多種原因而有興趣對(duì)皮膚進(jìn)行成像，但是特別地，他們有興趣對(duì)皮膚該細(xì)胞團(tuán)塊或“病灶”進(jìn)行成像，并且確定該病灶在皮膚中擴(kuò)展至多深。這是因?yàn)橐恍┛捎弥委焹H對(duì)于淺層惡性腫瘤是有效的，但是這些治療的侵入性較小并且?guī)砹吮扔糜谏钊霛B透惡性腫瘤的外科手術(shù)明顯更好的美容結(jié)果。然而，對(duì)于皮膚科醫(yī)師而言，除了通過利用0CT進(jìn)行成像并觀看圖像之外，并沒有容易的方式來確定惡性腫瘤病灶的深度和范圍。特別地，皮膚科醫(yī)師想要知道給定惡性腫瘤的病灶是否擴(kuò)展至皮膚表面之下的至少1mm處，因?yàn)檫@已經(jīng)被確定為是確定預(yù)后并且因此要施加以治療方案的臨界深度，并且其在本領(lǐng)域中在惡性黑色素瘤的情況下被稱之為“Breslow深度”。
[0006]VivoSight設(shè)備提供了一種通過從皮膚表面上損傷邊界在B掃描上繪制箭頭而測(cè)量損傷深度的簡(jiǎn)單手段，該箭頭的長(zhǎng)度被顯示在掃描儀顯示器上。然而，這時(shí)一項(xiàng)耗時(shí)的手工處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種處理主體皮膚的光學(xué)相干斷層成像(OCT)掃描的方法，該皮膚具有表面，該方法包括捕捉通過主體皮膚的多個(gè)掃描，該掃描表示以平行平面通過用戶皮膚的切片的的0CT信號(hào)，該掃描沿垂直于該平行平面的方向互相偏移，該方法包括確定皮膚的表面在每個(gè)掃描中的位置并且利用指示向用戶顯示該掃描，該指示表示所能夠看到的皮膚的表面之下的預(yù)定深度。
[0008]這樣，我們已經(jīng)意識(shí)到，對(duì)于用戶而言，能夠輕易確定深度的輪廓在0CT掃描中處于何處是有利的。特別地，給定使用Breslow深度來描述黑色素瘤細(xì)胞已經(jīng)滲透至皮膚之中有多深，本方法允許熟練的臨床醫(yī)師更為容易地判斷黑色素瘤處于皮膚之中多深。
[0009]該指示可以是表示預(yù)定深度的輪廓；可替換地，掃描中比該預(yù)定深度更深的那些區(qū)域可以以不同方式被呈現(xiàn)給用戶，諸如以不同顏色進(jìn)行呈現(xiàn)。
[0010]該方法可以包括用戶選擇該預(yù)定深度。在任意情況下，該預(yù)定深度可以表示皮膚表面以下0.75毫米和1.5毫米之間的深度;優(yōu)選地，該預(yù)定深度將表示皮膚表面以下1毫米的深度。
[0011]該方法可以包括順序地向用戶顯示每個(gè)掃描。因此，用戶因此能夠順序地瀏覽其中顯示適當(dāng)位置的掃描，而使得用戶能夠確定是否存在任何通常比預(yù)定深度更深的要注意的特征。
[0012]該方法可以包括從該掃描生成用戶皮膚的三維模型。該方法因此可以包括顯示通過并不平行于掃描的模型的切片，其具有示出該切片中表面以下的預(yù)定深度的指示。這允許用戶在任意所期望平面中觀看通過用戶皮膚的切片。可替換地或除此之外，該方法可以包括向用戶顯示該三維模型的二維投影，其具有示出表面以下的預(yù)定距離的指示。
[0013]該平行平面可以大致上或總體上垂直于皮膚的表面;因此該掃描可以是B掃描。
[0014]然而，在可替換實(shí)施例中，該平行平面可以大致上或總體上平行于皮膚表面;每個(gè)掃描因此可以是C掃描。觀看C掃描以便判斷惡性腫瘤病灶深度的缺陷在于C掃描是平坦平面，而皮膚表面并不是平坦的，并且這意味著C掃描中的每個(gè)點(diǎn)在表面以下的深度并不是固定數(shù)值而是跨該C掃描有所變化，并且因此并不容易根據(jù)C掃描來斷定能夠C掃描中可見的病灶是處于皮膚表面以下的臨界深度之上還是之下。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種處理主體皮膚的光學(xué)相干斷層成像(0CT)掃描的方法，該皮膚具有表面，該方法包括捕捉通過主體皮膚的多個(gè)掃描，該掃描表示在平行平面中通過用戶皮膚的切片中的0CT信號(hào)，該掃描沿垂直于該平行平面的方向互相偏移，該方法包括確定皮膚的表面在每個(gè)掃描中的位置并且隨后向用戶顯示至少一個(gè)表示該掃描的圖像，而使得該圖像中沿該圖像中的一條線條(通常是水平的)的所有點(diǎn)處于皮膚表面以下的相同深度。
[0016]不同于顯示輪廓或其它指示，該方法具有使得皮膚表面平坦化的效果，所以沿該(通常為水平的)線條的所有點(diǎn)都處于相同深度。
[0017]優(yōu)選地，該線條沿一個(gè)方向并且每個(gè)圖像中具有多條線條，沿處于相同深度的每條線條的所有點(diǎn)都處于皮膚表面以下的相同深度。通常，該深度將在不同線條之間有所變化;優(yōu)選地，該線條將以深度的升序或降序進(jìn)行排列。這樣的排列類似于B掃描，但是被重新標(biāo)準(zhǔn)化而使得通過圖像的一個(gè)方向(通常垂直于該方向)始終對(duì)應(yīng)于皮膚表面以下的深度(而不是0CT傳感器以下的深度)。典型地，沿著圖像的深度，一致的深度的線條在圖像中將會(huì)是水平的。
[0018]然而，在一種可替換實(shí)施例中，圖像中的所有點(diǎn)都將處于皮膚以下的相同深度。這樣，整個(gè)圖像處于皮膚表面以下的相同深度。因此，這類似于C掃描，但是其中皮膚表面以下的深度是恒定的，而并非是0CT傳感器以下的距離是恒定的。在該實(shí)施例中，所清楚的是，如果深度被設(shè)置在臨界深度(例如，Breslow深度)并且惡性腫瘤病灶在圖像中完全或部分可見，則惡性腫瘤病灶必然在該臨界深度以下向下擴(kuò)展。
[0019]對(duì)于本發(fā)明的任一個(gè)方面而言，確定皮膚表面在每個(gè)掃描中的位置的步驟可以包括檢測(cè)0CT信號(hào)中的連續(xù)尖銳變化，該變化通常處于垂直方向之中。在0CT裝置所拍攝的規(guī)模上(具有數(shù)毫米側(cè)邊的立方體的量級(jí))，皮膚表面將由0CT信號(hào)在一個(gè)維度中的突然變化所表示，該變化通常處于垂直方向中，但是其在其它方向的兩個(gè)維度中是連續(xù)的。這樣，該方法可以包括構(gòu)建皮膚的三維模型，并且在該三維模型中搜索形成連續(xù)的二維表面的變化。
[0020]該確定皮膚表面的位置的方法還可以包括確定皮膚的表面粗糙度。這是已知皮膚位置有用但出乎意料的副產(chǎn)品。皮膚粗糙度可以被測(cè)量為皮膚位置的平均偏差(Ra)，從最高峰值最低谷的皮膚位置范圍(Rz)，或者皮膚位置的均方根(Rq)中的任意一種。這樣的參數(shù)的計(jì)算是公知