CN110402119A - 处理光学相干断层成像(oct)扫描 - Google Patents

处理光学相干断层成像(oct)扫描 Download PDF

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Abstract

一种用于处理穿过受试者的皮肤的光学相干断层成像(OCT)扫描的方法和装置，该方法包括使用计算设备(1)：接收穿过受试者的皮肤(7)的多个OCT扫描，这些OCT扫描表示受试者的组织切片中的OCT信号；处理所述OCT扫描以确定一组参数；处理每个参数以确定能量传递设备(20)的一组控制设置；将控制设置从计算设备(1)发送到能量传递设备(20)；其中所述组参数包括穿过受试者的皮肤(7)的浅丛(108)的深度。

Description

处理光学相干断层成像(OCT)扫描
技术领域
本发明涉及一种用于处理光学相干断层成像扫描的方法和装置，以及一种皮肤能量传递装置。
背景技术
在医学和美容皮肤科领域，能量传递设备(诸如激光器、发光二极管(LED)、紫外光源、以及射频(RF)发射器)用于治疗组织，尤其是皮肤以及人体的其他组织。
一些实例是：
·CO2和Er:YAG激光器，用于剥脱性、非剥脱性和点阵皮肤表面修复以使皮肤再生、治疗疤痕、去除色素斑、去除皱纹；
·基于高强度LED的强脉冲光(IPL)源，用于类似于上述应用和用于治疗血管病变；
·脉冲染料激光器(PDL)和Nd:YAG激光器，用于治疗鲜红斑痣、酒渣鼻、血管瘤、蛛状静脉和其他血管病变，以及色素化斑点；
·PDL和Nd:YAG激光器，用于脱毛；
·RF源，用于‘拉紧皮肤’和使皮肤再生；
·紫外线源，用于治疗银屑病斑块；
·皮秒脉冲激光器，用于去除纹身
该列表并不完整，还有许多其他的实例。除皮肤之外的其他组织(诸如女性生殖器和口腔粘膜)也利用这些设备进行治疗。
然而，在所有情况下，由设备传递的能量剂量由使用者基于对患者状况的视觉评估、使用者在过去治疗类似的患者状况中获得的先前经验以及从已出版文献和制造商手册中获得的“优选设置”的组合来预先设定。然而，这并不理想，因为这些治疗设置没有考虑到个体患者的皮肤或其他组织的特定皮下状况。这些治疗设置还可能未考虑在患者的身体或面部上的不同位置之间(例如鼻子、面颊、眼睑、下巴、脖子等皮肤之间)自然存在的可变性。因为待治疗的组织的这种潜在可变性是未知的，所以治疗的有效性和治疗的安全性可能会受到影响。如果能量剂量过大或传递过快，则可能会导致永久性疤痕，这是非常不期望的。如果能量剂量太小或传递太慢，则治疗可能对病变几乎没有影响，从而对患者而言具有不满意的结果。疤痕风险的必然结果是，使用者往往过于谨慎，从而通常导致较小的无效剂量。这反过来可能导致患者进行更多个疗程以达到期望的结果，这是昂贵且不期望的。只有非常有经验的使用者才能利用这些设备得到最佳效果。
这些激光治疗中的一种是“皮肤再生”，其通过使用激光器(或强脉冲光源)将能量传递到皮肤中，使皮肤受损，从而形成愈合反应而实现，并且当愈合时，所得皮肤比未治疗的皮肤皱纹更少，外观更年轻。存在许多这种类型的不同治疗，例如(但不限于)：
·全场(full-field)剥脱性激光器，其完全去除皮肤顶层
·剥脱性点阵激光器，其去除孔矩阵(matrix)中的皮肤
·非剥脱性激光器(全场和点阵式两者)，其不会去除组织，但是仍然会导致该组织部分地烧灼或“凝结”
·强脉冲光，其类似于非剥脱性激光器，但是替代地使用高强度光源
总之，需要一种对皮肤或其他组织进行快速、可重复、准确的非创伤性评估的机构，使得由能量传递设备传递的能量能够被优化以适应待治疗的组织的特定状况，从而在不影响安全性的情况下最大化功效和一致性。
目前，皮肤科医生通过视觉和触觉来评估皮肤的健康状况。本领域技术人员将会意识到，市场上存在用于测量皮肤性能的各种仪器，包括但不限于：皮肤粗糙度/轮廓测量设备(PRIMOSlite，Canfield科学有限公司，Parsippany，USA)，经皮水分流失测量设备(Tewameter TM300，Courage&Khazaka,Cologne，科隆，德国)，皮肤弹性测量设备(Cutometer双MPA580，Courage&Khazaka，科隆，德国)，高分辨率皮肤成像设备(Vivascope3000，Caliber I.D.,Rochester,NY,USA)。这些设备全部能够对在评估皮肤方面可具有价值的皮肤的各个参数进行测量。然而，这些设备具有各种缺点；最重要的是，利用每个这样的设备只测量皮肤的一个方面，但是使用者理想地需要测量多个方面，以便获得组织的更全面的图像并定义治疗参数。在实践中，尚未建立单独的设备作为用于评估皮肤健康状况的标准工具。
发明内容
在本发明的第一方面中，提供了一种处理穿过受试者皮肤的光学相干断层成像(OCT)扫描的方法，该方法包括使用计算设备：
·接收穿过受试者的皮肤的多个OCT扫描，这些OCT扫描表示受试者的组织切片中的OCT信号；
·处理OCT扫描以确定一组参数；
·处理每个参数以确定能量传递设备的一组控制设置；
·将控制设置从计算设备发送到能量传递设备；
其中该组参数包括穿过受试者的皮肤的浅丛的深度。
由此，我们已经意识到上述方法可以用于基于浅丛的位置来控制能量传递设备。另外，我们已经意识到浅丛的位置是重要的参数，就好像能量被传递到受试者的皮肤中太深，对浅血管丛造成了显著损伤，由此可能产生疤痕。
由此，控制设置可以包括能量将被传递到的深度的范围；最大深度可以小于浅丛的深度，或者与浅丛的深度成比例。在最大深度与浅丛的深度成比例的情况下，最大深度最多可以是浅丛深度的两倍、1.5倍、1.2倍或1.1倍。由此，虽然能量可以到达浅丛并延伸到其中，但能量可能没有延伸至足以完全摧毁浅丛的程度。
确定浅丛的深度可以包括在扫描中确定受试者皮肤表面的位置。因此，深度然后可以与穿过皮肤的深度相关，而不是简单地与穿过这样的扫描的深度相关。
浅丛的深度可以通过在不同深度处的扫描中确定血管段的长度的轮廓来确定。通常，浅丛的深度可被确定为这样的深度，即在该深度下存在多于第一阈值个血管段，该第一阈值个血管段长于第二阈值。
该组参数可以包括浅丛中的血管密度。低血管密度可能对应于潜在愈合不良，从而需要较保守的治疗。通常，该组控制设置将包括传递到皮肤的能量的量度。在一个实例中，血管密度可以包括在不同深度的扫描中每单位面积的血管段的数量。在另一实例中，血管密度可以包括扫描区域的包括不同深度的血管的部分。
该组参数可以进一步包括血管直径，特别是浅丛的血管直径。我们已经意识到，不健康的皮肤可能比健康的皮肤具有更薄的血管。由此，该方法可以包括处理扫描以确定不同深度的血管的平均直径、中值直径、上四分位数直径以及下四分位数直径中的至少一个。
该组参数可以进一步包括受试者皮肤中的皮肤附属物水平的指示。皮肤附属物可以包括毛发、毛囊以及毛孔。确定皮肤附属物水平可以包括建立受试者皮肤的正面深度扫描，并确定其中存在皮肤附属物。通常，正面扫描将建立在皮肤的位于真皮-表皮连接处下方但邻近真皮-表皮连接处的深度。该水平可以是每单位面积的数量密度。
该组参数可以包括皮肤的光学衰减，其通常测量为OCT信号的对数随皮肤表面以下深度下降的速率。已经发现，对于具有高胶原蛋白密度的皮肤，该速率更高。
该组参数可以包括皮肤粗糙度。这是皮肤表面形貌的度量。确定皮肤粗糙度可以包括确定皮肤位置与平均皮肤位置的平均偏差(称为Ra)、从最高峰到最低谷的皮肤位置范围(称为Rz)、或者皮肤位置的均方根偏差(称为Rq)。具有更多皱纹的皮肤的粗糙度更高，并且可能需要积极的治疗以实现可接受的结果。
该组参数可以包括表皮厚度(或真皮-表皮连接处的平均深度)。可以理解，较薄的表皮出现在年龄较大、不太健康的皮肤中，或者出现在解剖结构中较脆弱的部位，所有这些都可能降低皮肤的愈合潜力或疤痕倾向。通常，表皮产生的OCT信号低于真皮。确定表皮厚度可以包括检测平均OCT信号随深度突然增加的深度。
该组参数可以包括皮肤颜色。由此，该方法可以包括捕获皮肤的图像。黑色素含量较高的皮肤会显得较暗，这可能导致能量传递的穿透深度不同于黑色素含量较低的浅色皮肤。
该组参数可以包括以下中至少一个：
·皱纹深度
·皮肤反射率
·表皮深度
·上部真皮中的浅血管丛中的血管密度
·相对深度的光学衰减
能量传递设备可以包括激光器。在一些实例中，能量传递设备可以包括以下项中的至少一个：
·全场剥脱性激光器，其通常完全去除皮肤顶层；
·剥脱性点阵激光器，其通常去除孔矩阵中的皮肤；
·非剥脱性激光器(全场和点阵式两者)，其通常不会去除组织，但是仍然会导致该组织部分地烧灼或“凝结”；
·强脉冲光，其通常类似于非剥脱性激光器，但是替代地使用高强度光源。
通常，控制设置将包括以下项中至少一个：
·脉冲持续时间
·脉冲能量
·注量(即，单位面积传递的能量)
·光束深度
·光束直径
·每次治疗的脉冲数量
该方法可以包括允许操作者在能量传递设备中使用这些设置之前修改设置。
通常，该方法将包括在能量传递设备中使用控制设置，以将能量传递到受试者的皮肤。
计算设备可以远离能量传递设备，并且在一些实施例中可以包括多个交互计算设备(通常，某种形式的分布式计算)。计算设备可以例如至少部分地形成从其中获得OCT扫描的OCT扫描设备的一部分，或者再次可以远离该OCT扫描设备。替代地，计算设备可以形成能量传递设备的一部分，因此该方法可以包括将OCT扫描传送到能量传递设备。
在本发明的第二方面中，提供了一种用于处理穿过受试者的皮肤的光学相干断层成像(OCT)扫描的装置，该装置包括计算设备，该计算设备布置成：
·接收穿过受试者的皮肤的多个OCT扫描，这些OCT扫描表示受试者的组织切片中的OCT信号；
·处理OCT扫描以确定一组参数；
·处理每个参数以确定能量传递设备的一组控制设置；
·将控制设置发送到能量传递设备；
其中该组参数包括穿过受试者的皮肤的浅丛的深度。
由此，我们已经意识到上述装置可以用于基于浅丛的位置来控制能量传递设备。另外，我们已经意识到浅丛的位置是重要的参数，就好像能量被传递到受试者的皮肤中太深，对浅血管丛造成了显著损伤，因此可能产生疤痕。
由此，控制设置可以包括能量将被传递到的深度的范围；最大深度可以小于浅丛的深度，或者与浅丛的深度成比例。在最大深度与浅丛的深度成比例的情况下，最大深度最多可以是浅丛深度的两倍、1.5倍、1.2倍或1.1倍。由此，虽然能量可以到达浅丛并延伸到其中，但能量可能没有延伸至足以完全摧毁浅丛的程度。
计算设备可以布置成使得浅丛深度的确定包括在扫描中确定受试者皮肤表面的位置。因此，深度然后可以与穿过皮肤的深度相关，而不是简单地与穿过这样的扫描的深度相关。
计算设备可以布置成使得浅丛的深度通过确定在不同深度处的扫描中的血管长度的轮廓来确定。通常，浅丛的深度可被确定为这样的深度，即在该深度下存在多于第一阈值个血管段，该第一阈值个血管段长于第二阈值。
该组参数可以包括浅丛中的血管密度。低血管密度可能对应于潜在愈合不良，从而需要保守的治疗。通常，该组控制设置将包括传递到皮肤的能量的量度。在一个实例中，血管的密度可以包括扫描中的每单位面积的血管段的数量。
该组参数可以进一步包括血管直径，特别是浅丛的血管直径。我们已经意识到不健康的皮肤可能比健康的皮肤具有更薄的血管。由此，该方法可以包括处理扫描以确定血管的平均直径、中值直径、上四分位数直径以及下四分位数直径中的至少一个。
该组参数可以进一步包括受试者皮肤中的皮肤附属物水平的指示。皮肤附属物可以包括毛发和毛囊。皮肤附属物水平的确定可以包括建立受试者皮肤的正面扫描，并确定其中存在皮肤附属物。通常，正面扫描将建立在皮肤的位于真皮-表皮连接处下方但邻近真皮-表皮连接处的深度。该水平可以是每单位面积的数量密度。
该组参数可以包括皮肤的光学衰减，其通常测量为OCT信号随皮肤表面以下深度下降的速率。已经发现，对于具有高胶原蛋白密度的皮肤，该速率更高。
该组参数可以包括皮肤粗糙度。这是皮肤表面形貌的度量。确定皮肤粗糙度的可以包括确定皮肤位置与平均皮肤位置的平均偏差(称为Ra)、从最高峰到最低谷的皮肤位置范围(称为Rz)、或者皮肤位置的均方根偏差(称为Rq)。具有更多皱纹的皮肤的粗糙度更高，并且可能需要更积极的治疗以实现可接受的结果。
该组参数可以包括表皮厚度(或真皮表皮连接处的平均深度)。可以理解，较薄的表皮出现在年龄较大、不太健康的皮肤中，或者出现在解剖结构中较脆弱的部位，所有这些都可能降低皮肤的愈合潜力或疤痕倾向。通常，表皮产生的OCT信号低于真皮。确定表皮厚度可以包括检测平均OCT信号随深度突然增加的深度。
该组参数可以包括皮肤颜色。由此，该装置可以包括通常布置成捕获皮肤的图像的照相机。黑色素含量较高的皮肤会显得较暗，这可能导致能量传递的穿透深度不同于黑色素含量较低的浅色皮肤。
该组参数可以包括以下中至少一个：
·皱纹深度
·皮肤反射率
·表皮深度
·上部真皮中的浅血管丛中的血管密度
·相对深度的光学衰减
能量传递设备可以包括激光器。在一些实例中，能量传递设备可以包括以下项中的至少一个：
·全场剥脱性激光器，其通常完全去除皮肤顶层；
·剥脱性点阵激光器，其通常以孔矩阵中去除皮肤；
·非剥脱性激光器(全场和点阵式两者)，其通常不会去除组织，但是仍然会导致该组织部分地烧灼或“凝结”；
·强脉冲光，其通常类似于非剥脱性激光器，但是替代地使用高强度光源。
通常，控制设置将包括以下项中至少一个：
·脉冲持续时间
·脉冲能量
·注量(即，单位面积传递的能量)
·光束深度
·光束直径
·每次治疗的脉冲数量
计算设备可以布置成允许操作者在能量传递设备中使用这些设置之前修改设置。
根据本发明的第三方面，提供了一种包括本发明第二方面的装置的皮肤能量传递装置，以及布置成将能量传递到受试者皮肤的能量传递设备。
通常，将对能量传递装置将进行布置，以便于使用能量传递设备中的控制设置来将能量传递到受试者的皮肤。
计算设备可以远离能量传递设备，并且在一些实施例中可以包括多个交互计算设备(通常，某种形式的分布式计算)。计算设备可以例如至少部分地形成从其中获得OCT扫描的OCT扫描设备的一部分，或者再次可以远离该OCT扫描设备。替代地，计算设备可以形成能量传递设备的一部分。
附图说明
以下通过实例参照附图描述了本发明的实施例，其中：
图1示出了OCT扫描的堆叠；
图2示出了从图1的堆叠中获取的单个OCT扫描；
图3示出了样本OCT扫描内的血管；
图4示出了显示血管的经分割正面OCT图像；
图5示意性地示出了人类皮肤的结构；
图6示出了分割前后不同深度处的受试者皮肤的正面图像；
图7a和图7b示出了受试者面颊和颈部的皮肤的正面图像；
图8示出了分割前后的受试者皮肤的图像；以及
图9示意性地示出了根据本发明的实施例的光学相干断层成像(OCT)装置。
具体实施方式
近年来，光学相干断层成像(OCT)已广泛应用于皮肤病学领域，尤其是作为诊断皮肤癌和其他常见皮肤病的辅助手段(Ulrich,M、T.Braunmuehl、H.Kurzen、T.Dirschka、C.ellner、E.Sattler、C.Berking、J.Welzel和U.Reinhold，“The sensitivity andspecificity of optical coherence tomography for the assisted diagnosis ofnonpigmented basal cell carcinoma:an observational study”，“用于辅助诊断无色素基底细胞癌的光学相干断层成像的敏感性和特异性：观察性研究”，英国皮肤病学杂志(British Journal of Dermatology)173，第2号(2015):428-435)。OCT可以用于捕获皮肤的次表面结构的图像，这些图像揭示了可能对控制激光参数有用的许多潜在有用的皮肤参数。以下出版物描述了一些这样的测量：
·Avanaki,M.R.and Hojjatoleslami,A.,2013，Skin layer detection ofoptical coherence tomography images“光学相干断层成像图像的皮肤层检测”，光学与电子光学国际期刊杂志(Optik-International Journal for Light and ElectronOptics)，124(22),pp.5665-5668。
·Maiti,R.、Gerhardt,L.C.、Lee,Z.S.、Byers,R.A.、Woods,D.、Herrera,J.A.S.、Franklin,S.E.、Lewis,R.、Matcher,S.J.和Carré,M.J.，2016，In vivo measurement ofskin surface strain and sub-surface layer deformation induced by naturaltissue stretching“由自然组织拉伸诱发的皮肤表面应变和次表层变形的体内测量”，生物医学材料的力学性能杂志(Journal of the Mechanical Behavior of BiomedicalMaterials)。
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·Babalola,O.、Mamalis,A.、Lev-Tov,H.和Jagdeo,J.,2014。Optical coherencetomography(OCT)of collagen in normal skin and skin fibrosis“正常皮肤和皮肤纤维化中的胶原蛋白的光学相干断层成像(OCT)”，皮肤病症相关档案研究，306(1),pp.1-9。
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皮肤参数的实例包括(但不限于)：
1.皮肤粗糙度
2.皱纹深度
3.皮肤反射率
4.表皮深度
5.上部真皮中的浅血管丛的深度
6.上部真皮中的浅血管丛中的血管密度
7.上部真皮中的浅血管丛的平均直径和上四分位数直径和下四分位数直径
8.相对深度的光学衰减
9.颜色(具有黑色素的色素淀积程度)
10.表皮厚度
11.皮肤附属物的密度(每单位面积的毛发和毛孔)
这些参数中的每一个都可以在OCT设备中测量。
附图的图9示出了根据本发明实施例的光学相干断层成像(OCT)装置。该装置包括计算机1，计算机1具有处理器2和耦合到处理器2的储存器3(诸如大容量存储设备或随机存取存储器)。存储装置3包含数据和处理器指令，这些指令使得处理器2如下所述地工作。计算机1可以是任何合适的机型；通常，可以使用运行操作系统(诸如微软(RTM)的Windows(RTM)或苹果(RTM)的Mac OS X(RTM))的个人计算机。计算机1还设有由处理器2控制的可以显示任何期望图形的显示器4，和声音输出设备15，诸如可以发出警报噪声的蜂鸣器。
该装置进一步包括OCT干涉仪5和相关联的探针6。干涉仪5使从样品7(这里是受试者的皮肤)反射通过探针6的光与沿着参考路径通过的光干涉，以产生干涉图。这些在干涉仪5中被检测到；然后，测量到的信号被传送到计算机1进行处理。合适的OCT装置的实例实施例可以在公布为WO2006/054116的PCT专利申请中找到，或者在可从英国肯特郡奥尔平顿的迈克尔逊诊断公司(Michelson Diagnostics)获得的VivoSight(RTM)装置中找到。可以提供支座10，该支座将探针6与受试者皮肤7隔开。
这种OCT装置通常产生多次B扫描：即垂直穿过皮肤7进行的扫描。每个干涉图的分析结果是位图，其中图像的宽度对应于大致平行于皮肤表面的方向，并且高度对应于从传感器到皮肤的深度。通过垂直于扫描——且因此平行于皮肤——间隔开进行的多次扫描，可以形成覆盖受试者大量皮肤的扫描堆叠。
在一个扫描过程中，该设备在测量为6mm×6mm的皮肤区域上捕获一组典型的120个(或更多)OCT子图像。每个单独的OCT子图像包括宽度为6mm、深度为2mm的组织的深度分辨OCT图像。附图的图1示意性示出了此，并且附图的图2示出了实例子图像。此外，每个OCT子图像包括从相同位置但在稍微不同的时间收集的OCT数据。然后，使用本领域技术人员熟知的统计算法处理在稍微不同的时间收集的这些OCT子图像，以检测运动的和非静止的皮肤区域，通常发现这些区域由于浅表血管中存在流动的血液而处于运动中。因此，在OCT子图像中可以看到血管的存在和形态，如附图的图3所示，其中血管用箭头100突出显示。可以在恒定深度重新采样120个子图像，以产生自上而下的图像而非侧视图像，称为“正面”图像，并且这些图像可以揭示皮肤表面下方的血管网络，如附图的图4所示。在扫描过程期间收集的OCT子图像的完整“堆叠”包括一组数据，然后可以进一步分析这些数据以提取与激光治疗成功相关的感兴趣参数。
如上所述，已经过激光治疗剥落或以其他方式损坏的组织愈合的能力取决于组织的性质，尤其是取决于与皮肤层和结构的厚度相关的治疗深度。附图的图5示意性示出了上皮肤层的结构。图5示出了表皮102、乳突真皮104、上网状真皮106和浅丛108。众所周知，如果只有表皮102受损或被去除，那么皮肤再生的结果令人非常不满意。本领域技术人员相信，去除乳突真皮104产生的结果可接受。众所周知，去除更深层的真皮会造成疤痕。位于乳突真皮104正下方0.2mm-0.5mm深度处的上网状真皮106包含浅丛108，浅丛是密集的血管“网”或网络。去除这种浅丛或浅丛严重受损会严重限制皮肤快速愈合而不产生疤痕的能力。因此，我们已经意识到浅丛108的深度是成功再生激光治疗的关键参数。
由上述OCT装置收集的数据可以被处理以提取浅丛的深度。首先，使用PCT专利申请公开WO 2015/001317中描述的算法，跨整个数据集检测皮肤的顶表面。其次，如PCT专利申请公开WO 2016/135454中所述或通过另一种方法(诸如，Mariampillai,A.、Standish,B.A.、Moriyama,E.H.、Khurana,M.、Munce,N.R.、Leung,M.K.、Jiang,J.、Cable,A.、Wilson,B.C.、Vitkin,I.A.And和Yang,V.X.，2008，Speckle variance detection ofmicrovasculature using swept-source optical coherence tomograph“使用扫频光学相干断层扫描对微血管进行斑点方差检测”，光学快报(Optics letters)，33(13)，pp.1530-153或：Wang，R.K.、An，L.、Saunders，S和Wilson，D.J.，2010，Opticalmicroangiography provides depth-resolved images of directional ocular bloodperfusion in posterior eye segment“光学微血管造影提供后眼部分中的定向眼部血液灌流的深度分辨图像”，生物光学杂志(Journal of biomedical optics)，15(2),pp.020502-020502中)检测血管网络。第三，通过对每个深度处的血管数据执行分割操作并找到存在多于预定数量的、长度大于预定阈值的血管段的深度，来检测浅丛所处的深度。附图的图6中示出了分割前后的实例图像，其示出了长度段数量的变化。
另一感兴趣的参数是浅丛中血管的密度。低血管密度可能对应于愈合潜力不良，从而需要较保守的激光治疗设置。附图的图7a和图7b示出了面颊(图7a)和颈部(图7b)的血管网络的OCT图像的实例。众所周知，颈部皮肤的愈合反应比面颊皮肤差得多。OCT数据可以通过计算每单位面积的血管段数来确定浅丛中血管的密度。
同样感兴趣的是血管直径。不健康皮肤可能比健康皮肤的血管更薄。可以进一步处理OCT数据，以通过提取每个血管段的尺寸来确定浅丛中血管的平均直径、中值直径、上四分位数直径和下四分位数直径。
可以从OCT图像中提取进一步的参数，这些参数可以附加地用于细化从上述过程获得的最大安全激光治疗深度的估计。这些参数可能包括：
·皮肤附属物(毛发和毛孔)的密度，其可以通过分割表皮/真皮连接处正下方的深度处的结构性(非动态)正面OCT图像并计算特征的数量密度来获得(如附图的图8a和图8b所示；图8a示出了正面OCT图像，而图8b示出了被分割以示出毛孔和毛囊的相应图像)。
·皮肤的光学衰减，其是OCT信号随皮肤表面以下深度下降的速率。已经发现，对于胶原蛋白密度高的皮肤，该速率更高。
·皮肤粗糙度，其是皮肤表面形貌的量度。确定皮肤粗糙度可以包括确定皮肤位置与平均皮肤位置的平均偏差(称为Ra)、从最高峰到最低谷的皮肤位置范围(称为Rz)、或者皮肤位置的均方根偏差(称为Rq)。具有更多皱纹的皮肤具有更高的Ra、Rq和Rz，并且可能需要更积极的治疗以实现可接受的结果。
·皮肤颜色，OCT设备(诸如VivoSight(RTM))可以具有集成的彩色照相机，该照相机可以捕获被扫描组织的图像；黑色素含量较高的皮肤会显得较暗，并且这可能导致能量传递的穿透深度不同于黑色素含量较低的浅色皮肤。
该实施例将提供用于为能量传递设备20生成一组控制设置的机构，该能量传递设备布置成将能量传递到皮肤7。通常，这些设置将取决于能量传递设备的细节，诸如能量类型(可见光/IR光/UV光、射频等)、波长、光传送系统以及设备的控制系统的确切制造商规范。这些设置还取决于操作者对组织的期望效果，以及取决于哪些设置是可调节的，诸如脉冲持续时间和注量(单位面积传递的能量)。
通常，我们将设想已经进行了这样的研究，其中对随后利用能量传递设备治疗的许多受试者进行了OCT扫描，并且然后进行数据分析，以确立哪些皮肤参数与治疗相关，以及其如何与对组织产生最佳和次最佳效果的治疗设置相关。因此，该相关性使得一组给定的OCT组织测量能够转换成能量传递设备的一组最佳控制设置。
在一个实施例中，这种相关性以查找表的形式体现，表条目包括皮肤的总的可能(和观察到的)OCT测量组，以及能量传递设备的相关联的最佳控制设置。
在替代性实施例中，相关性以计算机算法的形式体现，该计算机算法具有通过研究基于能量的治疗的研究数据和/或物理计算而导出的参数。
然后，通过利用操作者手动或自动键入的输入，可以进一步修改所导出的控制设置；这种输入是用于在使用者的控制下进一步细化治疗以获得期望的最终结果的手段。例如，使用者输入可以是通过查找表或计算机算法获得的最大安全最佳设置的0-100％的控制。因此，出于特定于患者或治疗方案的原因，使用者可以决定应用最大最佳剂量的50％。
所得到的控制设置可以发送到能量传递设备，使得操作者然后可以使用基于能量的设备来治疗患者的组织。可以通过无线电(例如通过无线或蓝牙)或线缆(例如通过本地内部网)进行发送。
虽然在该实施例中，用于获得控制设置的计算设备是OCT装置的计算设备，但是该处理可以在一个或多个独立的处理设备上执行。一个或多个处理设备可以位于从中获得扫描的OCT设备上，其中这些设置被发送到能量传递设备。
替代地，处理设备中的至少一个可替代地位于能量传递设备上。在这方面，OCT扫描被发送到能量传递设备，并且到达控制设置的处理在基于能量的设备上本地完成。
在又一实施例中，至少一个处理设备位于OCT装置或能量传递设备之外的其他地方，诸如位于附近或远处—“在云中”—的服务器。在该实施例中，OCT扫描被发送到服务器，然后该服务器将最佳控制设置返回到OCT设备以随后传输到能量传递设备，或者直接返回到基于能量的设备。
这具有几个优点：
·算法或查找表可以由第三方(例如OCT设备或能量传递设备的制造商)更新，以响应于新的实验数据或对OCT或基于能量的装备的更新来改进或校正所使用的设置。
·每次使用本发明都可以由第三方(例如OCT设备或基于能量的设备的制造商)远程监控，以便于向操作者收取使用本发明的费用。
在另一实施例中，OCT扫描仪和能量传递设备以及一个或多个处理设备全部内置在一个单独的物理设备(该物理设备由此可以完全独立地执行所有所需的计算)中，或者替代地可以访问远程服务器。
通常，通过数据加密使数据发送到能量传递设备保持安全，使得所发送的设置可以不用于控制另一制造商的基于能量的设备的设置。
在实施例中，几个OCT设备可以连接到多种类型的能量传递设备，同时每种类型的能量传递设备具有其各自的用于获得与该特定设备相关的最佳控制设置的方法(查找表或算法)。因此，一个OCT设备可以以单个使用者设置“服务”多个能量传递设备。
发送到能量传递设备的控制单元的设置可以利用OCT扫描在受试者上的物理位置进行编码，并且可以在稍后被发送。这由操作者手动键入，或者在预设的扫描序列中自动捕获，每个扫描由操作者按下探针上的按钮触发，或者通过语音控制或其他方式触发。此方面使得操作者能够在一个疗程内在多个位置(例如在患者面部的不同部分)上执行一系列OCT扫描，并且然后在同一天或稍后的第二个疗程执行这些特定位置的所有基于能量的治疗。这方面的优点是最大限度地有效利用OCT装置和能量传递设备两者。

Claims (24)

1.一种处理穿过受试者的皮肤的光学相干断层成像(OCT)扫描的方法，所述方法包括使用计算设备：
·接收穿过所述受试者的皮肤的多个OCT扫描，所述OCT扫描表示所述受试者的组织切片中的OCT信号；
·处理所述OCT扫描以确定一组参数；
·处理每个参数以确定能量传递设备的一组控制设置；
·将所述控制设置从所述计算设备发送到所述能量传递设备；
其中所述一组参数包括穿过所述受试者的皮肤的浅丛的深度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制设置包括能量将被传递到的深度范围，其中最大深度小于所述浅丛深度，或者与所述浅丛深度成比例。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述浅丛深度是通过在不同深度处的所述扫描中确定血管段的长度的轮廓来确定。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述浅丛深度被确定为在该深度下存在多于第一阈值个血管段，所述第一阈值个血管段长于第二阈值。
5.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，确定所述浅丛深度包括在所述扫描中确定所述受试者皮肤表面的位置。
6.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述一组参数包括所述浅丛中的血管密度。
7.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述一组参数包括血管直径，尤其是所述浅丛的血管直径。
8.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述一组参数包括所述受试者皮肤中皮肤附属物水平的指示。
9.根据权利要求8的方法，其中，皮肤附属物包括毛发和毛囊中的至少一个。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，确定所述皮肤附属物水平包括建立所述受试者皮肤的正面扫描，并确定其中存在皮肤附属物。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述正面扫描建立在皮肤的位于真皮-表皮连接处下方但邻近真皮-表皮连接处的深度。
12.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述一组参数包括以下项中的至少一个：
·皮肤的光学衰减
·皮肤粗糙度
·皮肤颜色
·皱纹深度
·皮肤反射率
·表皮深度
·上部真皮中的浅血管丛中的血管密度
·相对深度的光学衰减。
13.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述能量传递设备包括激光器。
14.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述能量传递设备包括以下项中的至少一个：
·全场剥脱性激光器
·剥脱性点阵激光器
·非剥脱性激光器
·强脉冲光。
15.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述控制设置包括以下项中的至少一个：
·脉冲持续时间
·脉冲能量
·注量(即，单位面积传递的能量)
·光束深度
·光束直径
·每次治疗的脉冲数量。
16.根据任一项前述权利要求所述的方法，包括允许操作者在所述能量传递设备中使用这些设置之前修改所述设置。
17.根据任一项前述权利要求所述的方法，包括在所述能量传递设备中使用所述控制设置，以将能量传递到所述受试者的皮肤。
18.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，使用OCT装置捕获所述多个扫描，并且其中，对来自OCT扫描的所述皮肤参数进行处理以获得控制设置是在所述OCT装置上执行的。
19.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，对来自OCT扫描的所述皮肤参数进行处理以获得控制设置是在所述能量传递设备上执行的。
20.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，对来自OCT扫描的所述皮肤参数进行处理以获得控制设置是通过远程处理机构在远程位置执行的，所述远程处理机构通常经由互联网连接到所述能量传递设备。
21.一种用于处理穿过受试者的皮肤的光学相干断层成像(OCT)扫描的装置，所述装置包括计算设备，所述计算设备布置成：
·接收穿过所述受试者的皮肤的多个OCT扫描，所述OCT扫描表示所述受试者的组织切片中的OCT信号；
·处理所述OCT扫描以确定一组参数；
·处理每个参数以确定能量传递设备的一组控制设置；
·将所述控制设置发送到所述能量传递设备；
其中所述一组参数包括穿过所述受试者的皮肤的浅丛的深度。
22.根据权利要求21所述的装置，所述装置布置成执行权利要求1至17中任一项所述的方法。
23.根据权利要求21或权利要求22所述的装置，包括布置成捕获所述皮肤的图像的照相机。
24.一种皮肤能量传递装置，包括权利要求21至23中任一项所述的装置，以及布置成向受试者皮肤传递能量的能量传递设备。
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