[发明专利]用于皮肤疾病的光学检测的系统和方法

说明书

用于检测诸如黑色素瘤的皮肤疾病的光学系统在不同的波长获取受试者皮肤上的病变的图像,并利用绕病变旋转的、以类时钟扫描的扫描臂从图像数据中产生诊断有关的度量和分类器，以便增强皮肤疾病的检测。

本申请是PCT国际申请PCT/US2014/047636所对应的于2016年3月22日提交的、申请号为201480052009.5、发明名称为“用于皮肤疾病的光学检测的系统和方法”的中国国家阶段申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年7月22日提交的美国专利申请No.14/051,053和于2013年7月22日提交的美国临时专利申请No.61/857,143的权益，这些申请通过引用被结合于此。

技术领域

本发明针对用于皮肤疾病的光学检测的系统和方法，并且特别地适于利用从来自受试者的皮肤病变获得的图像数据的旋转分析得到的度量和分类器检测黑色素瘤的存在并且区分例如恶性黑色素瘤与非恶性发育不良痣和/或共同痣的设备和方法。所获得的数据可以被一个或多个计算机处理器处理，并且所处理的数据、诊断或有无皮肤疾病的指示可以被输出到一个或多个显示模块并且被该一个或多个显示模块显示。

背景技术

最致命的皮肤癌黑色素瘤会带来巨大的人力和财力成本。早期检测通过去除原发性肿瘤对防止转移是至关重要的。早期的横向生长阶段是远优于后续转移性启动阶段的检测窗口。用于自动量化恶性肿瘤的度量的光学检测技术是所需要的，以便更准确地指导关于需要活检的决定以及为手术切除做出具有足够边际的术前确定。在微创活检或切除之后，通过病理评估所获得的诊断几乎是100％准确的；但是，决定哪些病变要活检是具有挑战性的。只有3％至25％被外科手术切除的色素病变被诊断为黑色素瘤。因此，需要有既广泛又更准确的非侵入性筛查机制。

皮肤镜是评估皮肤病变的常见皮肤病学技术，其中皮肤病变可以是或者可以不是色素病变。皮肤镜通常包括发光二极管(LED)照明器、低倍率显微镜、和对着皮肤使其变平的透明窗口表面。使用偏振使得能够部分地排斥深穿透光，这可以提高感兴趣的特定诊断的表面特征。也可以将数字成像相机附连到皮肤镜。

美国专利号7,006,223、7,027,153、7,167,243和7,167,244描述了手持皮肤镜的皮表透光显微镜(epiluminescence)设备。

用于评估从受试者身体上的皮肤病变获得的光学图像数据的方法和装置在受让给Mela Sciences公司的美国专利号6,208,749和7,894,651中进行了示教。

美国专利号7,603,031针对适于医疗或化妆性面部摄影的多闪光灯宽场摄影系统。美国专利号8,218,862描述了用于利用相关的宽场摄影技巧进行计算机辅助皮肤分析的特征检测。美国专利号8,498,460描述了宽场成像方法和装置，用于估计诸如皮肤之类的组织的图像的漫反射成分，其然后可以被进一步处理，以获得指示血红蛋白的分布和皮肤中的黑色素的红色和褐色色素沉着图像。

发明内容

本发明的目的之一是利用执行具有较高灵敏度、特异性和总的诊断准确性的、从皮肤病变的反射光获得的图像数据的评估的算法，并且其可以用来实时地产生诊断有关的定量度量，在一些情况下不用对病变进行进一步评估。(应当理解，本申请有时互换地引用病变的图像和病变本身)。

本发明的另一个目的是利用计算机视觉来组合皮肤镜、数码相机和自动筛选，以弥合侵袭性和非侵袭性病理分析之间的诊断准确性差距。虽然人脑的复杂性可能永远不会被计算机匹配，但是本发明提供了至少三个益处优于传统的皮肤科医生筛选：标准化、量化和增强的执行蛮力计算的能力。如在以下描述和权利要求中所概述的，客观的分析诊断技术能够潜在地显著提高广泛黑色素瘤筛选的诊断准确性。