[发明专利]用于皮肤成像的仪器、用于皮肤分析的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于皮肤成像的仪器、一种用于皮肤分析的系统和一种用于皮肤分析的方法。

背景技术

黑素瘤是最具侵蚀性和最致命形式的皮肤癌。仅仅在美国，每年出现和死亡的病例分别为60000和7000例。当早期被检测到时，黑素瘤可以以相对较低的费用$1.8K有效地治疗，这导致95％的高存活率。

相反地，晚期中该疾病的发展与小于13％的低存活率和明显增长的治疗费用(每位患者$60K或更高)相关联。结果，每年黑素瘤治疗的总费用的88％归因于18％的晚期病例。

然而，现在，不存在官方的黑素瘤筛查项目。当前，黑素瘤的诊断是由全科医生基于视觉标准执行的。然而，视觉筛查非常依赖于医生的技能和经验，并且通常易于产生差错并忽略在该皮肤疾病的早期可能不明显的信号。

可用的皮肤病学工具(例如dermascope)仅仅在接受了专门培训的有经验的皮肤科医生的手中是有用的。然而，由于不可再生的数据采集，存在所采集的数据中大的传播(spread)。

因此，长期以来需要改进的皮肤分析工具，其提供对皮肤的简单且明确的分析、允许对黑素瘤以及其他皮肤癌类型和其他皮肤疾病进行可靠的早期检测。这种工具将提供容易且及时的诊断，从而增加存活率并降低治疗费用。

本发明的目的是提供一种用于早期检测皮肤疾病、特别是皮肤癌、更特别地是黑素瘤的诊断工具。

发明内容

本发明提供一种用于皮肤成像的仪器，其包括设有用于在皮肤上定位的观察窗的外壳、至少一个用于从该外壳内部照明观察窗的照明装置、至少一个对准观察窗的近场图像捕获装置、至少一个对准邻近观察窗定位的反射器的远场图像捕获装置，其中该反射器适用于引导从观察窗下的皮肤散射的扩散光朝向远场图像捕获装置。利用这种仪器，可以对皮肤进行可靠的扫描，该扫描可以与参考数据相比较以便检测皮肤特定位置中的变化和/或异常。当所述观察窗被置于待监测的皮肤区域最上面(top)时，所述外壳基本上无光(light-free)。优选地，所述外壳的内表面设有涂层，涂层具有支配(govern)吸收、颜色、散射等的受控光学属性。所述近场成像装置以及远场成像装置优选地是数字照相机。所述近场和远场散射典型地具有不同的强度。因此，这些照相机可以在不同的最优条件下操作。所述反射器可以包括单个反射镜或多个反射镜。所述观察窗可以具有各种形状，例如圆形或正方形。

优选地，所述近场成像装置对准基本上垂直于皮肤表面的观察窗。因此，所述近场成像装置基本上是具有暴露于近场照相机的最大表面积的二维图像。

在优选实施例中，所述照明装置在斜角下对准皮肤表面。斜角为不是90度的倍数的角；这意味着与皮肤表面的入射角小于90°。

使用多个斜角的优点在下文中被进一步详细描述。使用可变的入射角有两个优点。首先，通过改变照射角，改变了所述外壳的内表面上的远场散射图案(pattern)的位置。该移位依赖于组织散射系数，对于恶性组织而言，该散射系数较高。分析作为角度的函数的远场图像的变化可以提供病变(lesion)是良性的还是恶性的(癌症)的信息。

其次，使用倾斜的入射角对照射光的穿透深度有影响。结果，可以通过调节(一个或多个)光极(optode)的取向而针对例如组织样本被探查到的深度进行选择。因此，可以获得来自病变的不同深度的信息。这对于下述操作而言是特别重要的：a)检测早期的皮肤癌，此时其位置被限于表皮层(在皮肤表面以下近似70到100微米)；b)检测晚期癌症病变的深度，其中如果病变到达皮肤的血液丰富的真皮层，则存在高的转移(metastases)风险。

如果所述照明装置适合于改变入射角，则这是有利的。因此，可以在不同的角度下记录近场和远场图像，这些产生了更多的信息并增加的所述方法的灵敏度。皮肤中的一些差异、变化或异常在单个照明角下将不会明显：增加收集记录的角度的数量就增加了检测到异常的机会。

优选地，所述照明装置适于在皮肤上投射光图案。使用照射图案具有下列优点。首先，它辅助获得关于所研究对象(即皮肤病变)的形状的3维信息。恶性皮肤病变可以在皮肤表面的最上面形成圆丘(dome)，可以使用3维空间信息检测该圆丘。其次，使用照射图案辅助获得关于沿着扩展区域的光衰减的信息。可以通过为所述照射装置提供一种调节视场内或视场附近的被照射区域的形状或图案的方式来实现照射图案。所述照明装置可以包括扫描预定图案中的皮肤区域的单个点或在给定位置处的多个结合点或以预定的环形或其他适当形状设置的多个点。