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年在美國麻省理工學(xué)院被發(fā)明并且被廣泛用于對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)計為供專業(yè)皮膚科醫(yī)師在評估患者的皮膚損傷時使用。
[0003]VivoSight 0CT設(shè)備對皮膚進(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)”。該圖像中的每個像素具有對應(yīng)于從0CT設(shè)備所獲得的信號的數(shù)值，該信號由于該像素的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)水平平面中的一個或多個圖像切片。水平切片在本領(lǐng)域有時被稱作“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，能夠同時觀看來自堆疊的C掃描和B掃描。所有這些對于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皮膚進(jìn)行成像，但是特別地，他們有興趣對皮膚該細(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。這是因為一些可用治療僅對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，因為這已經(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量損傷深度的簡單手段，該箭頭的長度被顯示在掃描儀顯示器上。然而，這時一項耗時的手工處理。

【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，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)意識到，對于用戶而言，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掃描中的每個點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，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掃描中的位置并且隨后向用戶顯示至少一個表示該掃描的圖像，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)線條的所有點都處于相同深度。
[0017]優(yōu)選地，該線條沿一個方向并且每個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方向(通常垂直于該方向)始終對應(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是水平的。
[0018]然而，在一種可替換實施例中，圖像中的所有點都將處于皮膚以下的相同深度。這樣，整個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]對于本發(fā)明的任一個方面而言，確定皮膚表面在每個掃描中的位置的步驟可以包括檢測0CT信號中的連續(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)，皮膚表面將由0CT信號在一個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)的計算是公知