CN115023191A - 用于使用电磁辐射治疗设备对至少一名患者进行反馈分析和/或治疗的系统、方法和计算机可访问介质 - Google Patents

Abstract

可以提供用于促进对至少一名患者的治疗的装置、方法和计算机可访问介质。例如，可以利用数据收集系统来收集患者的数据；以及可以利用控制器，其被配置成认证对远程网络的访问、汇总所收集的患者数据、将所汇总的患者数据存储在与远程网络通信的数据存储设备上、以及访问与远程网络通信的服务模块。可以提供电磁辐射(“EMR”)源，该EMR源被配置成生成EMR束。基于EMR的治疗系统可以包括：聚焦光学器件，该聚焦光学器件被配置成将EMR束会聚到沿光轴定位的焦点区域；以及窗口，其被定位在距焦点区域预定距离处、沿光轴位于焦点区域与聚焦光学器件之间。窗口可以被配置成透射EMR束，并且接触组织的表面。

Description

用于使用电磁辐射治疗设备对至少一名患者进行反馈分析 和/或治疗的系统、方法和计算机可访问介质

相关申请的交叉引用

本申请涉及并要求于2019年12月23日提交的美国专利申请序列号第62/952,793号的优先权，该美国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开内容涉及对至少一名患者的反馈检测和/或治疗，并且更具体地涉及用于使用例如电磁辐射治疗/应用设备来提供对至少一名患者的反馈检测和/或治疗。

背景技术

皮肤病学治疗和美容治疗可以利用个体化治疗参数以实现期望的效果。特别困难的情况涉及具有较深皮肤类型的患者(例如菲茨杰拉德型皮肤II型或更高)以及具有真皮色素病症(例如黄褐斑)的那些患者。为了提供个体化治疗(例如，在困难的情况下)，记录治疗参数、患者数据和治疗前后的病变图像可以是有利的。这些信息稍后可以用于跟踪进展并(在需要时)修改治疗。然而，目前这种对记录的需求并未被简化，并且很可能需要使用无法彼此通信的多个系统。例如，患者的特定身体部位的所拍摄的图像通常使用摄像装置系统(例如皮肤镜)获得，患者数据通常存储在电子健康记录中，并且用单独的独立的基于电磁辐射(EMR)的治疗系统进行治疗。出于这个原因，特定患者结果的个性化跟踪和个体化治疗仅可用于访问最细心的临床医师的患者。

黄褐斑或面部褐黄斑(例如，妊娠纹)是常见的皮肤病症，其特征在于，面部上的棕褐色至深灰褐色、不规则、界限分明的斑点和斑块。斑点被认为是由于黑色素的过量产生，黑色素被角质形成细胞吸收(表皮黑变病)或沉积在真皮中(真皮黑变病，黑素噬菌体)。黄褐斑的色素性外观可能因某些情况例如怀孕、日晒、某些药物(例如口服避孕药)、激素水平和遗传而加重。根据过量黑色素的位置，病症可以被划分为表皮、真皮或其混合。黄褐斑的典型症状主要包括深色、不规则形状的斑块或斑点，它们常见于上脸颊、鼻部、上唇和前额。这些斑块通常随着时间的推移逐渐地发展。

黄褐斑可能引起相当大的尴尬和痛苦。对于肤色较深的女性来说，这可能尤其成问题，影响了高达30％的东南亚女性以及许多拉丁美洲女性。根据人口研究，只有1/20到1/4的受影响个体是男性。根据美国皮肤病学会的数据，美国约有600万女性患有黄褐斑。在全球范围内，患有黄褐斑的人口数估计在亚洲/太平洋为约1.57亿，在拉丁美洲为5800万，以及在欧洲为300万。黄褐斑通常出现在20岁至40岁之间。由于目前不存在治愈黄褐斑的方法，因此美国正在接受黄褐斑治疗的患者目前尝试了许多不同类型的治疗。79％的美国患者使用外用药物。例如，约37％使用口服治疗，以及约25％利用激光。

与通常存在于皮肤的表皮区域(例如，在组织表面处或在组织表面附近)中的其他色素性结构不同，真皮(或深部)黄褐斑的特征通常在于在底层真皮部分中广泛存在黑色素和噬黑素细胞。因此，真皮黄褐斑的治疗(例如，使变暗的色素性区域的外观淡化)可能特别具有挑战性，这是因为位于皮肤内越深，越难接近和影响这样的色素性细胞和结构。因此，主要影响上覆表皮(并且通常是黄褐斑治疗的第一个疗程)的常规皮肤年轻化治疗例如面部换肤(例如激光或化学)、磨皮术、外用药剂等可能不对治疗真皮黄褐斑有效。

另外地，高达50％的黄褐斑患者还经历其他色素沉着过度问题。在色素性疾病中，黄褐斑是最大比例的患者很可能去看皮肤科医师的一种色素性疾病。鉴于对发病机制、其慢性期和复发率的不完全了解，这种疾病的管理仍然具有挑战性。在治疗之后，黄褐斑可能复发，通常比治疗之前更糟。此外，可以用于治疗表皮黄褐斑的局部治疗可能无法有效治疗真皮或混合性黄褐斑。

为了成功治疗诸如黄褐斑的困难病症，应当仔细地跟踪患者结果并应当合理地调节治疗参数。如果没有反馈指示治疗进展和患者反应，黄褐斑的成功治疗只能由最精明的临床医师进行治疗。由于许多人受到黄褐斑的影响，并且很少有临床医师能够成功治疗这种病症，因此患有这样的疾病的许多人没有得到治疗。

已经观察到的是，某些波长的光或光能的应用可以被色素性细胞强烈地吸收，从而损伤它们。然而，使用光能有效治疗真皮黄褐斑可能带来一些障碍。例如，应当以适当波长的足够光能靶向真皮中的色素性细胞以干扰或损伤它们，这可以释放和/或破坏一些色素沉着并减少色素性外观。然而，这样的能量可能被上覆皮肤组织例如表皮和上层真皮中的色素(例如黑色素)吸收。这种近表面吸收可能导致皮肤外部的过度损伤，以及向更深层真皮的能量传递不足以影响其中的色素性细胞。此外，对位于表皮基底层的含有黑色素的黑素细胞的中度热损伤可能引发黑色素的产生的增加(例如，色素沉着过度)，而对黑素细胞的严重热损伤可能引发黑色素的产生的减少(例如，色素沉着不足)。

色素性疾病学会(PDA)评估了不同类型黄褐斑治疗的临床疗效，以试图获得关于有效治疗的共识意见。PDA的研究结果发表在由M.Rendon等人于2006年5月发表在美国皮肤病学会杂志上的题为“Treatment of Melasma”的论文中。这样的Rendon等人的出版物评论了20年前与黄褐斑治疗相关的文献，并且根据他们的评论做出了决定。在这样的出版物中，指出“该小组的共识是黄褐斑的一线治疗应当包括有效的局部治疗，主要是固定的三联疗法”，以及“激光应当较少被用于黄褐斑的治疗中，如果应用激光，则应当考虑皮肤类型”。

对这样的关于黄褐斑治疗的论文的评论可能是它不是最新，而是于2006年发表。由M.Sadeghpour等人于2018年在Advances in Cosmetic Surgery(美容外科发展)上发表了题为“Advances in the Treatment of Melasma”的最新近文章试图评论目前的黄褐斑治疗方式。Sadeghpour等人的这篇文章同样得出结论：“局部治疗仍然是使用广谱防晒霜和4％对苯二酚乳膏、维甲酸或三联疗法乳膏进行黄褐斑一线治疗的黄金标准”。该出版物指出，真皮黄褐斑更难以治疗，“因为这些黑素体的破坏通常伴随着明显的炎症，这进而刺激进一步的黑素生成”。

因此，对于黄褐斑和其他难以治疗的色素性疾病的更有效和安全的治疗，仍然存在显著的、未满足的需求。

已经开发了涉及将光能施加至皮肤中被健康组织分开的小的、离散的治疗位置以促进愈合的方法。以期望的特异性准确地靶向治疗位置(例如，位于真皮层中)，同时避免对治疗位置周围(例如，表皮层中)的健康组织造成损伤，可能具有挑战性。这需要使用例如具有高数值孔径(NA)的光学系统来将激光束聚焦到治疗位置。高NA光学系统向真皮提供足够高的聚焦通量(即能量密度)，同时在表皮中保持足够低的离焦通量。题为“Method andApparatus for Treating Dermal Melasma”的美国专利申请公开第2016/0199132号已经指出，在研究设置中该技术可以有利于治疗包括黄褐斑的真皮色素沉着。

在这样的公开中描述的技术通常优选由高NA光学系统形成的焦点区域被精确地定位在靶标组织内的深度处(例如，在约+/-25μm的容差内)。例如，黑素细胞通常位于距皮肤表面顶部约100μm深度的表皮基底层内。导致深部黄褐斑的真皮黑素细胞可以存在于恰好在表皮基底层下方的上层真皮中(例如，50μm以下)。因此，几十微米的焦点区域深度差可能成为有效治疗真皮色素沉着和无意中破坏黑色素细胞之间的差异，从而可能导致美容效果下降(例如色素沉着不足)。其原因之一是有效治疗真皮色素沉着的基于EMR的系统尚无法商购获得。

因此，期望提供基于EMR的治疗系统，该基于EMR的治疗系统将焦点区域可靠地定位到在几十微米的容差内的规定深度(例如，约±100μm、约±10μm、约±1μm等)。此外，可以期望的是，这样的基于EMR的治疗系统部分地通过校准来实现该性能，例如，通过周期性地将焦点区域放置在具有已知深度的参考处来实现该性能。此外，可以期望的是，在治疗期间使用校准期间使用的参考。例如，参考可以包括与治疗区域建立稳固接触并稳定治疗区域的界面。

因此，可能需要解决上文所描述的至少一些缺陷。

示例性目的和潜在的示例性益处

某些已开发的用于真皮色素治疗的方法，如美国专利申请公开第2016/0199132号中概述的那些方法，可以采用选择性热离子等离子体生成作为治疗手段。在这些情况下，真皮内焦点区域处的激光通量高于热离子等离子体阈值(例如，10⁹W/cm²)，但是低于光学击穿阈值(例如，10¹²W/cm²)。当焦点区域位于真皮内的色素性组织(例如，黑色素)处时，这可能致使选择性等离子体形成，而不会在真皮中的非色素性组织或焦点区域上方的色素性表皮组织中生成等离子体。选择性地形成的热离子等离子体破坏或损伤色素和周围组织。这种破坏最终导致真皮色素的清除。因此，根据某些示例性实施方式，在治疗期间在被治疗的组织内存在等离子体可以指示有效的治疗。由于基于激光的皮肤治疗的参数选择通常取决于患者的皮肤类型以及实际上患者的其他个体特征，因此等离子体的存在可以用作已经实现正确治疗参数的指示。因此，这种反馈对于成功治疗各种病症(包括例如黄褐斑)在各种基于激光的治疗通常服务不足的人群(例如，具有较深皮肤类型的人群)中可以是可期望的。

替选地，在一些情况下，检测到的等离子体的特性可以指示治疗具有不利影响。例如，在某些示例性情况下，可以将透射窗口放置在被治疗的皮肤上以参考皮肤并防止其在治疗期间移动。当激光束蚀刻窗口时，治疗可能失败。窗口的蚀刻很可能阻止激光进一步有效地传输至组织，并且通常可以与窗口本身中非常明亮的等离子体形成同时发生。如果用蚀刻的窗口继续治疗，则窗口内的热量积聚很可能导致皮肤表皮受损伤(例如，灼热和起泡)。因此，根据本公开内容的示例性实施方式，采用反馈来检测窗口内的等离子体形成并在其发生时减少和/或停止治疗可以是有利的。

根据前述内容，可以理解，治疗期间的等离子体形成可能对治疗既有利又有害。因此，根据本公开内容的示例性实施方式的提供等离子体检测的系统和方法可以连续实时地检测等离子体的特性并且区分对组织治疗有益的等离子体与对组织治疗有害的等离子体。

根据本公开内容的某些示例性实施方式，可以期望从治疗设备的角度对正在治疗的组织进行成像，并且将该视图投影到屏幕上以供从业者查看。在一个示例性情况下，治疗设备的放置通常遮挡从业者对正在治疗的组织的观察。因此，根据本公开内容的示例性实施方式的组织成像可以促进治疗设备的准确放置以靶向受影响的组织。另外地，由于许多色素性病症的治疗的目标是美观(例如，改善皮肤外观)，因此可以在成像期间在可重复的成像条件(例如，照射和距离)下一致地获取皮肤的图像，使得可以确定示例性治疗结果。在J.Bhawalkar等人的题为“Feedback Detection for a Treatment Device”的未决美国专利申请序列号第16/447,937号中可以找到解决一些上述问题的尝试，该美国专利申请通过引用整体并入本文中。

另外地，许多皮肤病学病症和美容病症的成功治疗需要多次治疗(通常用基于EMR的设备)。治疗参数在很大程度上是特定于患者的，并且随着时间的推移治疗进展可能难以观察。至少出于这些原因，期望捕获、记录和分析患者和治疗数据，以通知正在进行的治疗。然而，目前不存在非常适合执行这些数据相关活动的治疗平台。

长期以来，患有诸如黄褐斑的色素性病症的人一直期望能够广泛使用针对他们的病症的基于EMR的治疗。因此，如下面更详细讨论的，可以提供根据本公开内容的示例性实施方式的基于EMR的治疗系统，该基于EMR的治疗系统促进焦点区域在靶标组织内的可重复深度定位。

本公开内容的目的之一是提供一种反馈和分析系统、方法和计算机可访问介质，该反馈和分析系统、方法和计算机可访问介质可以促进皮肤病学病症和美容病症的治疗，所述皮肤病学病症和美容病症包括但不限于那些非常难以治疗的病症(例如黄褐斑)。

示例性实施方式的概述

为此，根据本公开内容的某些示例性实施方式，可以提供用于检测和记录等离子体事件系统、方法和计算机可访问介质，以便记录和跟踪治疗安全性和有效性并且对治疗的组织进行成像以准确地将EMR传递至治疗区域和/或至少一名患者的治疗。这些功能可以解决目前阻碍用基于EMR的系统广泛成功治疗真皮色素沉着和其他难以治疗的皮肤病症的许多技术问题。

根据本公开内容的示例性实施方式，可以提供用于促进对至少一名患者的反馈检测和/或治疗的各种系统、方法和计算机可访问介质。例如，可以利用数据收集系统来收集患者的数据；以及可以利用控制器来认证对远程网络的访问、汇总所收集的患者数据、将所汇总的患者数据存储在与远程网络通信的数据存储设备上、以及(可选地)访问可以与远程网络通信的模块(例如，服务模块)。可以提供电磁辐射(“EMR”)源，该EMR源被配置成生成EMR束。可以提供光学配置(例如，聚焦光学器件)，该光学配置可以被配置成将EMR束会聚或聚焦到焦点区域，焦点区域被定位成(i)沿光轴并且(ii)在至少一名患者的组织的表面下方；以及窗口被定位成在距焦点区域预定距离处、沿光轴位于焦点区域与光学装置之间。窗口可以被配置成透射EMR束，并且接触组织的表面。光学装置可以包括折叠式Petzval透镜。

在本公开内容的另一示例性实施方式中，可以通过认证对服务模块的访问来访问模块。可以通过验证以下来访问远程网络：(i)财务(例如，支付)协议到位；(ii)财务交易(例如，支付)已经被接收；以及/或者(iii)财务交易待定。可以通过促进费用的支付来访问远程网络，例如，针对(i)治疗、(ii)患者、(iii)订阅、(iv)图像和/或(v)服务模块。服务模块可以包括图像识别模块、计算机视觉模块、电子健康记录模块和/或临床决策支持模块。患者数据可以包括患者组织的图像、患者的年龄、治疗期信息、患者疼痛评分、数据收集参数和/或基于EMR的治疗参数。数据收集系统可以被配置成从与窗口接触的组织收集患者数据。数据收集系统和光学装置两者都可以与窗口在空间上配准。

根据本公开内容的示例性实施方式，可以执行基于药物的治疗，该基于药物的治疗可以包括局部药物、可注射药物和/或口服药物。电磁辐射(EMR)束可以会聚到焦点区域，并且这样的会聚可以以0.3或更大的数值孔径(NA)进行。可以通过例如照射组织的表面、将来自组织的表面的光引导到图像平面、以及在成像平面处感测光来执行对患者的数据的收集。可以通过以下来收集患者的数据：(i)使用用户接口输入患者数据；或者(ii)与便于包含患者数据的设备的另一网络连接。患者的数据也可以通过光声成像、摄像装置、皮肤镜子系统、显微镜子系统、共焦显微镜子系统、等离子体检测子系统和/或窗口参考子系统来收集。

当结合所附权利要求阅读本公开内容的示例性实施方式的以下详细描述时，本公开内容的示例性实施方式的这些和其他目的、特征和优点将变得明显。

附图说明

本公开内容的另外的目的、特征和优点将根据结合示出本公开内容的说明性实施方式的附图的以下详细描述变得明显，在附图中：

图1是根据本公开内容的示例性实施方式的用于电磁辐射(EMR)治疗和患者数据收集、存储和分析的装置的框图；

图2是示出根据本公开内容的示例性实施方式的用于EMR治疗和患者数据收集、存储和分析的方法的流程图；

图3是根据本公开内容的示例性实施方式的患者数据存储的框图；

图4是根据本公开内容的示例性实施方式的使用图1的示例性装置进行操作的患者数据分析服务模块的框图；

图5是根据本公开内容的治疗系统的示例性实施方式的图示；

图6是聚焦到皮肤中的真皮层的色素性区域中的EMR束的示例性图示，其可以利用根据本公开内容的示例性实施方式的示例性方法和系统；

图7A是黑色素的示例性吸收光谱图；

图7B是血红蛋白的示例性吸收光谱图；

图8示出了黑色素和静脉血液的吸收系数与波长以及光在皮肤中的散射系数与波长的图；

图9是根据本公开内容的示例性实施方式的治疗系统的框图；

图10是根据本公开内容的示例性实施方式的光学系统的示意图；

图11是根据本公开内容的另一示例性实施方式的具有显微镜附件的光学系统的示意图；

图12是根据本公开内容的又一示例性实施方式的具有纤维耦合器附件的光学系统的示意图；

图13是根据本公开内容的示例性实施方式的用于实现示例性等离子体检测方法的流程图；

图14是根据本公开内容的示例性实施方式的等离子体检测系统的图；

图15是根据本公开内容的示例性实施方式的用于实现示例性窗口参考过程的流程图；

图16A是根据本公开内容的示例性实施方式的窗口参考系统的图；

图16B是根据本公开内容的示例性实施方式的窗口参考系统的示例性性能的图示；

图17是根据本公开内容的示例性实施方式的示例性成像和基于辐射的治疗的方法的流程图；

图18是根据本公开内容的示例性实施方式的示例性成像和基于辐射的治疗系统的图；

图19A是根据本公开内容的示例性实施方式的示例性拼接图像；

图19B是示出根据本公开内容的示例性实施方式的用于图像拼接的示例性方法的流程图；

图19C是根据本公开内容的一些示例性实施方式的经受关键点检测过程的组织的两个示例性图像的图示；

图19D是根据本公开内容的一些示例性实施方式的合并在一起突出显示正常值匹配的两个示例性图像的图示；

图19E是根据本公开内容的一些示例性实施方式的拼接图像的示例性非混合拼接体的图示；

图19F是根据本公开内容的一些示例性实施方式的拼接图像的示例性混合拼接体的图示；

图19G是根据本公开内容的一些示例性实施方式的拼接图像的示例性最终拼接体的图示；

图20是根据本公开内容的示例性实施方式的用于EMR治疗和治疗组织的可视化的示例性装置的图；

图21是根据本公开内容的示例性实施方式的用于EMR治疗和治疗组织的可视化的方法的流程图；

图22是根据本公开内容的示例性实施方式的示例性射线轨迹的图示；

图23是根据本公开内容的示例性实施方式的衍射受限内窥镜成像系统的示例性调制传递函数(MTF)图；

图24是根据本公开内容的示例性实施方式的示例性内窥镜成像系统的示例性配置的示例性图像；

图25A至图25C是使用图24的示例性配置生成的示例性图像；

图26是根据本公开内容的又一示例性实施方式的示例性射线轨迹的图示；

图27是根据本公开内容的示例性实施方式的数据收集和治疗设备/系统的另一示例性实施方式的图示；以及

图28是根据本公开内容的示例性实施方式的数据收集和治疗设备/系统的又一示例性实施方式的图示。

注意，附图不一定按比例绘制。附图旨在仅描绘本文中公开的主题的典型方面，因此不应当被视为限制本公开内容的范围。本文中具体描述并在附图中示出的系统、设备和方法是非限制性示例性实施方式和所附权利要求。

具体实施方式

现在将描述某些示例性实施方式以提供对本文中公开的设备和方法的结构、功能、制造和使用的原理的整体理解。这些实施方式的一个或更多个示例在附图中示出。本领域的技术人员将理解，本文中具体描述并在附图中示出的设备、系统和方法是非限制性示例性实施方式，并且本公开内容的范围仅由可以适当地修改、添加或以其他方式进行的权利要求限定。结合一个示例性实施方式示出或描述的示例性特征可以与其他实施方式的特征结合。这样的示例性修改和变化旨在包括在本公开内容的范围内，并且决不限制本公开内容的任何实施方式。

本公开内容的示例性实施方式在本文中关于皮肤色素性病症诸如例如黄褐斑的示例性治疗以改善这样的色素性病症的外观进行详细讨论。然而，本公开内容的示例性实施方式可以被采用或实现以用于治疗各种其他色素性和非色素性病症和/或其他组织和非组织靶标而没有任何限制。色素性病症的示例可以包括但不限于例如炎症后色素沉着过度(PIH)、眼睛周围的深色皮肤、黑眼圈、咖啡牛奶斑块、贝克尔痣、太田痣、先天性黑素细胞痣、雀斑(斑点)和雀斑样痣。可以治疗的色素性组织和结构的另外示例包括但不限于富含铁血黄素的结构、色素性胆结石、含有纹身的组织和叶黄素、玉米黄质、视紫红质、类胡萝卜素、胆绿素、胆红素和富含血红蛋白的结构。用于治疗非色素性结构、组织和病症的靶标的示例可以包括但不限于毛囊、毛干、血管病变、感染病症、皮脂腺、痤疮等。

用于治疗各种皮肤病症例如用于美容目的的示例性方法或过程可以使用本文中所描述的示例性系统、设备等来执行。应当理解，尽管这样的方法和/或过程可以由医师进行，但是在有医师或其他医疗专业人员的监督的情况下以及在没有医师或其他医疗专业人员的监督的情况下，非医师例如美容师和其他经过适当培训的人员可以利用本文中所描述的示例性系统和/或设备来治疗各种皮肤病症。

此外，在本公开内容中，示例性实施方式的类似名称的部件通常可以具有类似的特征，并且因此在特定的示例性实施方式中，每个类似名称的部件的每个特征不必被充分阐述。另外地，就在所公开的示例性系统、设备和方法的描述中使用线性或圆形尺寸而言，这样的尺寸并非旨在限制可与这样的系统、设备和方法结合使用的形状类型，并且这样的尺寸当然是示例性的。本领域技术人员将认识到，可以容易地这样的线性和圆形尺寸的等效方案确定为任何几何形状。系统和设备及其部件的尺寸和形状可以至少取决于其中可以使用系统和设备的对象的解剖结构、示例性系统和设备将与之一起使用的部件的尺寸和形状、以及将在其中使用系统和设备的示例性方法和过程，并且系统和设备及其部件的尺寸和形状当然是示例性的。

例如，描述了示例性高数值孔径(NA)光学治疗系统，其可以将电磁辐射(EMR)(例如，激光束)聚焦到组织中的治疗区域。除非另有指示，否则术语EMR、EMR束和激光束在本文中可被互换采用。根据本公开内容的各种示例性实施方式，聚焦的激光束可以将光能传递至治疗区域而不伤害周围组织。例如，所传递的光能可以破坏皮肤的真皮层的治疗区域中的色素性生色团和/或靶标，而不影响周围区域(例如，上覆的表皮层、真皮层的其他部分等)。在其他示例性实现方式中，所传递的光能可以致使纹身去除或改变，或与血红蛋白相关的治疗。

用于用光或光能治疗皮肤病症的示例性方法、系统和设备在题为“Method andApparatus for Treating Dermal Melasma”的美国专利申请公开第2016/0199132号以及题为“Method and Apparatus for Selective Treatment of Dermal Melasma”的美国临时申请第62/438,818号中进行了描述，这两个美国申请中的每一个均在此通过引用整体并入本文中。

通常，提供了用于治疗组织中的色素性病症的示例性系统、设备和方法。如本文中更详细讨论的，示例性系统、设备和方法可以采用诸如激光束的电磁辐射(EMR)来将预定量的能量传递至靶标组织。EMR可以聚焦到焦点区域，并且焦点区域可以相对于靶标组织在任何方向上平移或旋转。预定量的辐射可以被配置成热破坏或以其他方式损伤组织的呈现色素性病症的部分。以这种方式，可以将预定量的能量传递至靶标组织内的任何位置以治疗色素性病症，例如以改善其外观。

现在参照图1，根据本公开内容的示例性实施方式，描述和示出了用于电磁辐射(EMR)治疗和患者数据收集、存储和分析的系统100。图1中所示出的示例性系统100可以包括基于EMR的治疗系统110。示例性的基于EMR的治疗系统在下面详细地描述，并且可以包括用于生成激光束的激光源(例如，纤维激光器、Q开关Nd-YAG、二极管泵浦固态[DPSS]激光器等)。激光束可以与聚焦光学器件(例如，非球面透镜)进行光学连通，该聚焦光学器件被配置成以高数值孔径(NA)(例如，大于0.2)将激光束会聚到位于距窗口预定距离的下光束(例如，通常沿束路径中的光轴远离激光源)的焦点区域。该窗口可以被配置成透射会聚激光束，并且接触患者组织的外表面，从而将焦点区域定位在组织内(通常在组织内的预定深度处)。示例性系统还可以包括数据收集系统112。示例性数据收集系统112在下面详细地描述。数据收集系统可以被配置成收集关于患者、正在进行的治疗和/或系统中的至少一项的数据。在一些示例性实施方式中，数据收集系统可以包括感测患者数据的传感器。例如，在一些示例性实施方式中，数据收集系统可以包括被配置成照射组织表面的照射源、被配置成将来自组织表面的光通过窗口引导到传感器平面的光学装置、以及被配置成感测传感器平面处的光的摄像装置传感器。在其他示例性实施方式中，数据收集系统可以收集未被感测的数据。所收集的患者数据可以包括多个图像。所收集的患者数据的汇总(例如，通过控制器执行)可以通过将多个图像拼接在一起来执行。例如，在一些示例性实施方式中，数据收集系统可以包括用户接口，该用户接口被配置成接受由用户手动输入的患者数据。在另一示例中，数据收集系统包括系统接口，该系统接口被配置成接受来自另一网络使能设备(例如，电子医疗记录)的数据。

数据收集系统112和治疗系统110两者都可以与控制器114进行通信。控制器114可以控制由治疗系统110执行的参数以及由数据收集系统112收集的过程数据。在某些示例性实施方式中，来自数据收集系统114的数据可以用作用于控制治疗系统110的治疗参数的基础。示例性治疗参数可以包括例如激光脉冲持续时间、激光功率、激光脉冲能量、激光重复率、焦点区域位置(例如，组织中的深度)、焦点区域扫描速度、焦点区域扫描路径等。控制器114可以连接至一个或更多个网络116和/或其他通信系统和/或网络。例如，在一些示例性实施方式中，控制器114可以经由网络接口卡(NIC)连接至局域网(LAN)。在一些其他示例性实施方式中，控制器114可以经由无线适配器连接至无线局域网(WLAN)(例如，Wi-Fi)。这样的网络116最终可以由远程网络118访问。远程网络118可以提供到/自数据存储装置120(例如，一个或更多个硬盘驱动器、存储器设备等)以及一个或更多个服务模块122A至122C的通信(例如在其间提供通信。在示例性实施方式中，数据存储装置120可以包括非易失性存储器，数据(例如，患者数据)可以安全地存储在该非易失性存储器上。服务模块122A至122C可以提供资源(例如，应用)，这些资源可以用于执行服务(例如，分析患者数据)。远程网络118(在一些示例性实施方式中)可以是虚拟网络，其因此不需要并置的数据存储装置120和一个或更多个服务模块122A至122C。

控制器116可以在与访问控制系统124的认证之后访问远程网络118。在某些示例性实施方式中，访问控制系统124向控制器116查询凭证，例如登录名、密码等。在一些示例性实施方式中，访问控制系统124可以仅在已经执行财务处理或已经做出执行财务处理的保证之后才提供对远程网络124的访问。例如，在某些示例性实施方式中，对远程网络118的访问可以仅在系统100的用户(或任何其他利益相关方)已经支付费用之后才被准许。在某些示例性实施方式中，费用结构可以包括以下安排中的一个或更多个：每次治疗的费用、每名患者的费用、每个系统用户的费用、每个系统的费用、用于订阅的费用(即，用于访问时间段的费用)、用于数据存储的费用以及用于数据模块的费用。在某些示例性实施方式中，控制器116可以用保存在文件中的支付配置(在控制器上本地地或远程地)以电子方式实现费用支付。

现在参照图2，该图示出了根据本公开内容的示例性实施方式的用于电磁辐射(EMR)治疗和患者数据收集、存储和分析的方法的流程图200。如图2所示出的，可以在过程210中收集数据。数据可以与正在接受治疗的患者相关。例如，在一些情况下，患者数据可以包括患者组织的数字图像、患者年龄、治疗期信息、患者疼痛评分、数据收集参数和/或基于电磁辐射(EMR)的治疗参数。患者数据可以包括正在接受治疗的组织的一个或更多个数字图像以及关于患者或治疗的其他相关信息(例如，治疗参数、患者反馈等)在本公开内容的一些示例性实施方式中，患者数据可以进行汇总以存储。数据汇总的示例性方法可以包括以下过程，所述过程包括例如对数据集进行组合、对图像进行拼接以及将数据与共有变量(例如，患者ID、治疗日期等)链接。

在过程212中，可以认证对远程网络(例如，远程网络118)的访问。在一些示例性实施方式中，认证对远程网络的访问212可以包括访问控制技术。访问控制技术的示例可以包括基于属性的访问控制(ABAC)、自主访问控制(DAC)、基于身份的访问控制(IBAC)、强制访问控制(MAC)、基于组织的访问控制(OrBAC)、基于角色的访问控制(RBAC)和基于责任的访问控制。根据本公开内容的一些示例性实施方式，认证对远程网络的访问另外地可以包括验证：(i)支付协议到位；(ii)已经进行支付；以及/或者(iii)支付待定。在一些示例性实施方式中，经由远程网络进行认证可以另外地包括支付费用。在一些示例性实施方式中，支付费用可以包括支付系统。示例性支付系统可以包括电子支付系统(其可以促进进行支付，例如，使用电子方法从一个银行账户到另一个银行账户，而无需银行员工的直接干预)、电子商务支付系统(例如，PayPal、GoogleWallet等)以及采用现金替代品的支付系统(例如借记卡、信用卡、电子资金转账、直接贷记、直接借记、网上银行和电子商务支付系统)。在一些示例性实施方式中，可以使用信用卡支付系统、自动柜员机(ATM)系统、自动票据交换所系统、实时总结算(RTGS)系统或SWIFT联网系统之一来进行费用支付。

一旦获得对远程网络的访问，示例性方法就通过在过程214中存储数据来继续。例如，可以将数据存储到可以与远程网络进行通信的数据存储设备或系统(例如，数据存储装置120)。在某些示例性实施方式中，可以经由远程网络访问数据存储设备或系统。示例性数据存储设备/系统可以包括云存储，云存储将数据存储在位于多个服务器上的逻辑池中。数据存储信息通常可以按患者(例如，唯一的患者标识符)来组织，以防止未经授权的对患者数据的访问。当患者数据被存储时，控制器以及一个或更多个服务模块可以访问它。在一些示例性情况下，图片归档和通信系统(PACS)可以用于物理存储和医学中的数字成像和通信(DICOM)，DICOM可以用作反馈的数据格式。DICOM是由健康七级(HL7)标准组维护的标准。在一些实施方式中与反馈相关联的数据被移入和移出云。在一些示例性情况下，与远程数据存储的数据交换可以通过由众多供应商实现的快速医疗保健互操作性资源(FHIR)服务例如包括微软Azure云服务和谷歌的云医疗保健服务来执行。

在过程216中，可以经由远程网络(例如，云计算)来访问服务。服务可以是可用于控制器的资源。例如，服务可以访问和处理数据存储系统上的所选择的数据。在某些示例性实施方式中，可以在控制器上本地地处理服务。在其他示例性实施方式中，可以在可以与远程网络进行通信的设备(例如，服务器)上远程地处理服务。在又其他示例性实施方式中，以混合方式既在控制器上本地地又远程地处理服务。在一些示例性情况下，单个服务可以使用额外的认证和支付来访问。尽管可以设想支持治疗的任何模块，但是示例性服务包括图像识别、计算机视觉、电子健康记录和临床决策支持。例如，在一些示例性实施方式中，远程服务可以促进远程用户(例如，专家临床医师)来查看患者数据并做出评论。在一些示例性情况下，远程用户可以做出诊断、设计治疗计划和/或提供有价值的见解，否则患者将无法获得这些。

此外，在过程218中，可以执行基于电磁辐射(EMR)的治疗。在一些示例性实施方式中，基于EMR的治疗利用所收集的数据、远程存储的数据和/或远程访问的服务。例如，在色素性病变的示例性持续治疗中，从业者可以首先查看在早期治疗之前和在早期治疗之后拍摄的图像，并且然后可以基于临床图像来用滴定法测量治疗参数。在另一示例中，除了与先前治疗相关的信息之外，从业者可以访问电子健康记录，该电子健康记录可以包括所获得的关于色素性病变的图像。本文中更详细地描述了根据本公开内容的各种示例性实施方式的用于基于EMR的治疗的系统、设备和方法的技术描述。

虽然示例性方法200的示例性流程图示出了示例性治疗在所有其他步骤之后发生，但是治疗可以在其中示出或在其中未示出的任何其他步骤之前、期间和/或之后发生。例如，根据本公开内容的另一示例性治疗，临床医师可以首先对色素性病变进行激光治疗，并且然后临床医师可以收集与治疗相关的数据，包括激光参数和治疗后组织的图像。

现在参照图3，其中示出了根据本公开内容的示例性实施方式的用于远程地存储数据(例如，组织的数字图像)的系统100。在图3中示出在捕获组织的具有病变312的最近图像310之后的系统100。最近图像310然后可以经由一个或更多个网络116上传到数据存储系统316。在某些示例性实施方式中，对数据存储系统315的访问可以由访问控制系统318控制。在数据存储系统内，最近图像310可以与相同病变312的早期图像进行分组。在数据存储系统316内，第一(最旧)图像320、第二(第二最旧)图像322和第三(第三最旧)图像324被全部显示分组在一起。病变的每个示例性图像在基于EMR的治疗之前的不同时间处拍摄。例如，示例性的基于EMR的治疗可以每隔几周(例如，6周)进行一次。色素性病变312可以很好地响应于治疗，这是因为它在疗程之间的患病率正在减少。在某些示例性实施方式中，所存储的数字数据可以用于提供治疗记录。在某些示例性实施方式中，这些示例性图像可以用作电子医疗记录的组成部分。根据本公开内容的示例性实施方式，除了电子医疗记录之外，可以通过平台访问任意数目的附加数据服务。

图4示出了根据本公开内容的示例性实施方式的被配置成访问服务模块410A至410D的阵列的系统100(其可以与图1的系统100相同或类似)。示例性系统100可以经由一个或更多个网络116访问服务。在一些示例性实施方式中，可以使用访问控制系统418(其可以与图1的访问控制系统118相同或类似)来控制对服务模块410A至410D的访问。第一服务模块410A可以是或包括治疗参数推荐应用。根据一些示例性实施方式，第一服务模块410A的治疗参数推荐应用可以使用一个或更多个程序和/或算法来基于所选择的数据提供所推荐的治疗参数。例如，在一些情况下，第一服务模块410A的治疗参数推荐应用可以接收要治疗的组织的预处理图像作为输入，并且分析它们以确定所推荐的治疗参数。在某些示例性实施方式中，治疗参数推荐应用可以使用人工智能来做出其推荐。下面更详细地描述了可以推荐的示例性治疗参数。

第二服务模块410B可以是或包括机器视觉模块。该模块可以向系统100提供机器视觉工具。示例性机器视觉资源可以包括例如图像识别、图像配准、拼接、过滤、阈值化、像素计数、分割、边缘检测、颜色分析、斑点检测、神经网络/深度学习、模式识别和条形码阅读。在一些示例性实施方式中，计算机视觉服务模块可以使用可用的软件工具包(例如，OpenCV、TensorFlow和CUDA)来编写。在本公开内容的一些示例性实施方式中，基于机器视觉的服务模块可以用于检测组织上病变的存在并将病变位置与治疗系统110配准。在另外的示例性实施方式中，基于机器视觉的服务模块可以用于对治疗的进展进行分级，并且通过比较前后拍摄的图像来做到这一点。在又一实施方式中，基于机器视觉的服务模块可以从颜色分析中确定正在接受治疗的患者的皮肤类型。

第三服务模块410C可以是或包括电子健康记录模块。电子健康记录模块可以组织和提供与个体患者相关的一些、大部分或全部存储数据。患者可能不同地响应于基于EMR的治疗(例如，患者皮肤可能或多或少对EMR有抵抗力)。因此，正在进行的基于EMR的治疗可以用于进行个体化治疗。为了生成针对每个个体患者定制的治疗计划，对于大多数或所有相关患者数据而言，从业者可在单个位置访问或者在单个位置可访问可以是重要的和/或有益的。电子健康记录模块410B可以促进从业者访问和查看来自先前治疗的患者数据(例如，组织的图像)。

第四服务模块410C可以是或包括临床决策支持模块。临床决策支持模块可以利用患者数据来帮助支持临床决策。在某些示例性实施方式中，示例性临床决策支持模块可以预测可能的治疗结果。示例性临床决策支持系统服务模块可以计算接收者操作特征曲线下的面积，以量化二元事件发生(例如，患者的色素性病变被成功治疗)的概率。

尽管上面已经详细地描述了上述服务模块，但是可以采用任意数目的附加服务模块来解决临床医师、患者或诊所管理的需要。例如，在一些示例性实施方式中，附加服务模块可以包括对远程控制的远程访问，该远程控制可以由可以提供关于患者数据的反馈的健康专业人员(例如，专家临床医师)使用，而实际上不必实际看到患者本人。另外地，在本公开内容的某些示例性实施方式中，基于EMR的治疗通过药物(例如，局部的、口服的和可注射的)来增强。

例如，描述了根据本公开内容的示例性实施方式的用于电磁辐射(EMR)治疗和患者数据收集、存储和分析的示例性系统、设备和方法。下面提供了对示例性的基于EMR的治疗系统110和数据收集系统112的附加描述。

特别地，图5示出了根据本公开内容的另一示例性实施方式的治疗系统510的示例性实施方式。如图5所示，治疗系统510可以包括安装平台512、发射器514和控制器516。安装平台512可以包括一个或更多个操纵器或臂520。臂520可以耦合至发射器514以用于对受试者524的靶标组织522进行各种治疗。安装平台512和发射器514的示例性操作可以由用户手动或使用控制器516(例如，经由用户接口)来指导。在某些示例性实施方式(未示出)中，示例性发射器可以具有手持形状因子，并且可以省略安装平台512。

发射器514和控制器516(以及可选地安装平台512)可以经由通信链路526彼此通信，该通信链路526可以是根据任何合适的通信协议承载任何合适类型的信号(例如，电信号、光信号、红外信号等)的任何合适类型的有线和/或无线通信链路。

根据示例性实施方式的控制器516可以被配置成控制发射器514的操作。在一个示例性实施方式中，控制器516可以控制EMR 530的移动。如下面详细讨论的，发射器514可以包括用于发射EMR 530的源532以及用于操纵EMR 530的扫描系统534。作为示例，扫描系统534可以被配置成将EMR 530聚焦到焦点区域并且在空间中平移和/或旋转该焦点区域。控制器516可以经由通信链路526向源532发送信号，以命令源532发射具有一种或更多种所选择的特性例如波长、功率、重复率、脉冲持续时间、脉冲能量、聚焦特性(例如，焦点体积、罗利长度等)的EMR 530。在另一示例性实施方式中，控制器516可以经由通信链路526向扫描系统534发送信号，以命令扫描系统534在一个或更多个平移和/或旋转操作中相对于靶标组织522移动EMR 530的焦点区域。

治疗系统510的示例性实施方式和示例性方法在本文中在皮肤组织诸如例如真皮层内的靶标的背景下进行讨论。然而，示例性实施方式可以用于治疗受试者的任何位置的任何组织，而没有任何限制。非皮肤组织的示例可以包括但不限于粘膜组织、生殖器组织、内部器官组织和胃肠道组织的表面和亚表面区域。

图6示出了使用根据本公开内容的示例性实施方式的示例性系统、设备和方法聚焦到皮肤组织中真皮层的色素性区域中的激光束的图示。皮肤组织包括皮肤表面600和上表皮层610或在面部区域可以为例如约30μm至120μm厚的表皮。表皮610在身体的其他部位可以稍厚。例如，通常，表皮的厚度范围可以从约30μm(例如，在眼睑上)到约1500μm(例如，在手掌或脚底上)。在某些示例性皮肤病症例如牛皮癣中，这样的表皮可以比上面的示例薄或厚。下面的真皮层620或真皮从表皮610下方延伸到更深的皮下脂肪层(未示出)。表现出深部或真皮黄褐斑的皮肤可以包括色素性细胞群或含有过量黑色素的区域630。电磁辐射(EMR)650(例如，激光束)可以聚焦到一个或更多个焦点区域660中，该焦点区域660可以位于真皮620或表皮610内。可以以可以被黑色素吸收的一种或更多种适当的波长提供EMR650。EMR波长可以基于下面描述的一个或更多个标准来选择。

治疗辐射的示例性特性

用于治疗某些皮肤病症例如色素性病症和非色素性病症的所期望波长的示例性确定可以取决于例如存在于皮肤中的各种竞争生色团(例如，生色团、血红蛋白、纹身墨等)的波长相关吸收系数。图7A示出了黑色素的示例性吸收光谱图。观察到黑色素对EMR的吸收在约350nm波长处达到峰值700，然后随着波长的增加而降低。尽管黑色素对EMR的吸收促进了含黑色素区域630的加热和/或破坏，但是非常高的黑色素吸收率可能导致表皮610中色素的高吸收以及减少EMR到真皮620或表皮610的穿透。如图7A所示出的，黑色素吸收在小于约500nm的EMR波长处相对高。因此，小于约500nm的波长可能不适合于充分穿透到真皮620中以加热和损伤和/或破坏其中的色素性区域630。这样的在较小波长处增强的吸收可能导致对表皮610、以及真皮620的上部(表层)部分的不期望的损伤，其中相对少的未吸收EMR通过组织进入真皮620的较深部分。

图7B示出了含氧或脱氧血红蛋白的示例性吸收光谱图。血红蛋白存在于皮肤组织的血管中，并且可以是含氧的(HbO₂)或脱氧的(Hb)。每种形式的血红蛋白可能表现出略微不同的EMR吸收特性。如图7B所示出的，Hb和HbO₂两者的示例性吸收光谱可以指示在805处Hb和HbO₂两者在小于约600nm的EMR波长处的高吸收系数，其中在810处在较高波长处吸收率显著降低。血红蛋白(Hb和/或HbO₂)对直接进入皮肤组织的EMR的强烈吸收可能导致含血红蛋白的血管发热，从而对这些血管结构造成不期望的损伤，并且当所期望的治疗是富含黑色素的组织或结构时，较少的EMR可用于被黑色素吸收。

针对EMR选择适当的波长还可以取决于与EMR相互作用的组织的波长相关散射分布。图8示出了黑色素和静脉(脱氧)血液的吸收系数与波长的示例性图。图8还示出了光在皮肤中的散射系数与波长的示例性图。黑色素的吸收随着波长的增加而单调地减少。如果黑色素是色素性病症治疗的靶标，则在黑色素中具有高吸收的波长可以是期望的。这可以指示，光的波长越短，治疗就可以越有效。然而，通过血液进行的吸收在短于约800nm的波长处增加，从而可能增加无意靶向血管的风险。另外，由于预期靶标可能位于皮肤表面下方，因此皮肤(例如真皮层)的散射作用可能很重要。散射减少到达预期靶标的光量。散射系数随着波长的增加而单调地减小。因此，虽然较短的波长可以促进黑色素的吸收，但是较长的波长可以提供更深的穿透，这是因为散射减少。类似地，由于在较长波长处通过血液进行的吸收较低，因此较长的波长可能更有益于不伤害血管。

基于上面的考虑，可以利用范围可以从约400nm至约4000nm以及更特别地约500nm至约2500nm的波长，以用于选择性地靶向真皮中的某些结构(例如，黑色素)。例如，约800nm和约1064nm的波长可以用于这样的治疗。约800nm的波长可以是有益的，这是因为这种示例性波长处的激光二极管成本较低且易于实现。转向约1064nm，这样的示例性波长可以用于靶向更深的病变，这是因为该波长处的散射较低。1064nm的波长也可能更适合于存在大量表皮黑色素的较深色皮肤类型。在这样的个体中，表皮中黑色素对较低波长EMR(例如，约800nm)的较高吸收增加皮肤热损伤的可能性。因此，约1064nm的波长可能更适合于用作某些治疗和一些个体的治疗辐射的波长。

各种激光源可以用于生成和/或产生EMR。例如，含钕(Nd)的激光源可用于提供约1064nm波长的EMR。这些激光源可以例如以重复率在约1Hz至约100KHz范围内的脉冲模式进行操作。Q开关Nd激光源可以提供脉冲持续时间小于一纳秒的激光脉冲。其他Nd激光源可以提供脉冲持续时间大于一毫秒的脉冲。提供约1060nm波长的EMR的示例性激光源可以是来自美国康涅狄格州东格兰比的Nufern的20W NuQ纤维激光器。20W NuQ纤维激光器可以以约20KHz与约100KHz之间的范围内的重复率提供具有约100ns脉冲持续时间的脉冲。另一示例性激光源可以是来自法国莱乌利斯的Quantel的Nd:YAG Q-smart 850。Q-smart 850可以以高达约10Hz的重复率提供具有高达约850mJ的脉冲能量和约6ns的脉冲持续时间的脉冲。

本文中描述的示例性系统可以被配置成将EMR聚焦在高度会聚的束中。例如，示例性系统可以包括具有从约0.3至约1(例如，在约0.5与约0.9之间)选择的数值孔径(NA)的聚焦和/或会聚透镜装置。EMR的相应大会聚角可以在透镜的焦点区域(其可以位于真皮内)中提供高通量和强度，而在焦点区域上方的上层组织中提供较低的通量。这样的焦点几何形状可以帮助减少色素性真皮区域上方的上层组织中不期望的加热和热损伤。示例性光学装置还可以包括准直透镜装置，该准直透镜装置被配置成将EMR从发射装置引导到聚焦透镜装置上。

示例性光学治疗系统可以被配置成将EMR聚焦到具有小于约500μm例如小于约100μm或甚至小于约50μm(例如小至约1μm)的宽度或光斑尺寸的焦点区域。例如，光斑尺寸可以具有从约1μm至约50μm、从约50μm至约100μm以及从约100μm至约500μm的范围。例如，可以在空气中确定焦点区域的光斑尺寸。可以将这样的光斑尺寸选择为足够小以在焦点区域中提供高通量或高强度的EMR(例如，以有效地照射真皮中的色素性结构)与足够大以在合理的治疗时间内促进皮肤组织的大区域/大体积的照射之间的平衡。

高NA光学系统可以将不同的能量密度传递至沿光轴的不同深度。例如，具有约0.5的NA的示例性光学系统可以在焦点处将辐射聚焦到约2μm直径的焦点区域宽度(即腰部)。焦点区域在焦点处可以具有约1J/cm²的通量(即能量密度)。由于高NA(例如，快速)光学系统，在离焦点仅10μm的位置处，辐射具有0.03J/cm²的能量密度或焦点处能量密度的3％。离焦点仅约30μm的辐射可以具有为仅焦点处能量密度的约0.4％(0.004J/cm²)的能量密度。这种沿光轴的能量密度的急剧变化可以促进深度选择性组织治疗成为可能；尽管它也可能需要对靶标组织内的焦点区域进行精确的深度定位(例如，在几十微米之内)。

根据本公开内容的示例性实施方式的示例性光学装置还可以被配置成将EMR的焦点区域引导到真皮组织内的位置上，该位置位于皮肤表面以下的深度处，所述深度例如在约30μm至约2000μm(例如，约150μm至约500μm之间)的深度范围内。这样的示例性深度范围可以与皮肤中的呈现真皮黄褐斑或其他感兴趣靶标的色素性区域的典型观察深度对应。这样的示例性焦点深度可以与在被配置成接触皮肤表面的装置的下表面与焦点区域的位置之间沿光轴的距离对应。另外地，根据本公开内容的一些示例性实施方式，示例性系统和方法可以被配置成用于治疗表皮内的靶标。例如，示例性光学装置可以被配置成将EMR的焦点区域引导到表皮组织内的位置(例如，在皮肤表面下方约5μm至约2000μm)。根据本公开内容的又其他示例性实施方式，示例性系统和方法可以被配置成用于治疗真皮深处的靶标。例如，纹身师通常可以校准所利用的纹身枪以刺入皮肤至皮肤表面下方约1mm至约2mm的深度。因此，在某些示例性实施方式中，示例性光学装置可以被配置成将EMR的焦点区域引导到皮肤表面下方约0.4mm至2mm范围内真皮组织内的位置。

可以期望的是，用于治疗组织的示例性治疗系统被配置成识别靶标组织中的特定示例性治疗区域(例如，通过对以下成像来识别：色素、靶标组织中真皮层与表皮层之间的界面、细胞膜等)。还可以期望的是，监测/检测EMR与靶标组织之间的相互作用(例如，组织中的等离子体生成)。另外地，基于所述检测，示例性治疗系统可以修改治疗过程(例如，通过改变靶标组织中焦点区域的强度、尺寸/位置等来修改)。

下面提供了用于与根据本公开内容的示例性治疗系统的示例性实施方式一起使用的各种示例性参数：

其中焦点区域的深度可以是组织内的深度(例如，焦点区域的深度＝0可以在组织的表面附近)，并且M²可以是表征EMR束质量的参数。

示例性反馈检测和示例性基于EMR的治疗

图9示出了根据本公开内容的示例性实施方式的示例性治疗系统900的框图。示例性治疗系统900可以包括光学系统902、EMR检测系统904和控制器906(其可以包括一个或更多个计算机和/或处理器)。光学系统902可以包括用于将由源(例如，激光器)生成的EMR910引导到靶标组织950的焦点区域952的光学元件(例如，反光镜、分束器、物镜等中的一个或更多个)。EMR 910可以包括被配置成对靶标组织950(例如，皮肤)的一个或更多个部分的真皮和/或表皮层进行成像的成像辐射。EMR 910还可以包括用于治疗靶标组织中的区域(例如，靶标组织950的区域952)的治疗辐射。在一些示例性实现方式中，EMR 910可以在给定时间段内仅包括成像辐射和/或治疗辐射之一。例如，EMR 910可以包括第一持续时间的治疗辐射和第二持续时间的成像辐射。在其他示例性实现方式中，EMR 910可以在给定时间段内同时包括成像辐射和治疗辐射两者。根据某些示例性实施方式，成像辐射可以以例如通常等于治疗辐射的波长的波长来提供；并且，成像辐射可以具有小于治疗辐射的功率。根据另一示例性实施方式，成像辐射可以由与提供治疗辐射的源不同的成像辐射源来提供，并且成像辐射可以具有与治疗辐射不同的波长。

EMR检测系统904(例如，光电二极管、电荷耦合器件(CCD)、光谱仪、光子倍增管等)可以检测由靶标组织950生成、产生和/或反射的信号辐射912，这是由于靶标组织950与EMR910的相互作用和/或被靶标组织950反射的EMR 910的一部分是信号辐射912。例如，具有高于阈值的强度的EMR 910(例如，治疗辐射)可以在靶标中生成等离子体。例如，由于等离子体与EMR 910的相互作用，等离子体可以产生信号辐射912。信号辐射912可以代表等离子体的特性(例如，等离子体的存在、等离子体的温度、等离子的尺寸、等离子的成分等)。

在一些示例性实施方式中，具有低于阈值的强度的EMR 910(例如，成像辐射)可以与靶标组织950相互作用，而不会显著扰乱靶标组织950(例如，在不损伤靶标组织950的情况下，在靶标组织950中生成等离子体等)。根据这样的相互作用生成的信号辐射912可以用于对靶标组织950(例如，EMR 910的焦点区域952中的靶标组织950的一部分)进行成像。该信号辐射912可以用于检测靶标组织950中的色素(例如，位于靶标组织950的焦点区域952中的色素)。根据一些示例性实施方式，可以对非色素性组织进行成像。例如，当成像辐射(例如，EMR 910)通过具有不同折射率的细胞结构时，光被反射为信号辐射912。

示例性光学系统902和示例性EMR检测系统904可以通信地耦合至示例性控制器906。控制器906可以改变示例性治疗系统900的操作参数(例如，通过对光学系统902的操作进行控制)。例如，控制器906可以控制EMR 910的焦点区域952在靶标组织950中的移动。如本文中更详细讨论的，这可以例如通过相对于靶标组织950移动示例性光学系统902和/或通过移动光学系统902内的光学元件(例如，通过控制耦合至光学元件的致动器)以改变焦点区域952的位置来执行。控制器906可以从EMR检测系统904接收表征信号辐射912的光学检测的数据。

控制器906可以控制EMR 910的特性。例如，控制器906可以指示EMR 910的源(例如，激光源)改变特性(例如，强度、重复率、每脉冲能量、平均功率等)。在某些示例性实现方式中，控制器906可以通过在EMR 910的路径中放置/控制光学元件(例如，物镜、衍射光学元件等)来改变EMR 910的光学特性(例如，焦点区域的位置、束尺寸等)。例如，控制器906可以在EMR 910的路径中放置物镜，以及/或者沿EMR 910的路径移动物镜以改变EMR 910的焦点区域952的尺寸。

控制器906可以基于对来自EMR检测系统904的信号辐射912的检测来确定靶标组织950的各种特性以及/或者EMR 910与靶标组织950之间的相互作用(例如，靶标组织950中的等离子体生成)。在示例性治疗系统900的一个示例性实现方式中，控制器906可以确定靶标组织950中的色素分布、真皮-表皮层接合部的形貌等中的一项或更多项。此外，控制器906可以被配置成生成指示靶标组织950的本文中描述的和未具体讨论的示例性特性中的一个或更多个的检测分布的图。这样分布的确定和/或分布图的生成在本文中可以被称为但不限于成像。

在某些示例性实施方式中，可以使用控制器906来扫描靶标组织950，控制器906可以控制EMR检测系统904和/或光学系统902。例如，在笛卡尔坐标系中，可以沿一个或更多个轴(例如，沿x轴、y轴、z轴或它们的组合)扫描靶标。在替选实施方式中，可以根据其他坐标系(例如，柱坐标、球坐标等)来执行扫描。可以使用成像束(例如，具有低于阈值的强度的EMR 910)来执行扫描，并且可以通过EMR检测系统904来检测与成像束路径中的靶标组织950中的各个区域对应的信号辐射912。信号辐射9512的示例性特性(例如，强度)可以基于与成像束相互作用的靶标组织950的部分中的色素(例如，成像束的焦点区域952中的色素)而变化。控制器906可以从EMR检测系统904接收信号，该信号可以包括表征信号辐射912的检测特性(例如强度)的数据。控制器906可以分析接收到的数据(例如，将接收到的数据与数据库中检测的信号辐射912的预定特性值进行比较)以确定靶标组织950中色素的存在/性质。

在一些示例性实现方式中，控制器906可以基于信号辐射912来确定要治疗的靶标组织950的一部分(“靶标治疗区域”)的位置。例如，可以期望的是，治疗位于距靶标组织950表面预定深度处的靶标组织950中的层(例如，皮肤组织中的真皮层)。可以调节光学系统902(例如，通过将光学系统902定位在距靶标组织950表面期望的距离处)，使得焦点区域952入射在靶标组织950的表面上。这可以例如通过沿z方向扫描光学系统902直至信号辐射912表现出指示EMR 910与靶标组织950的表面之间的相互作用的预定特性为止来完成。例如，在靶标组织950的表面上可以放置界面材料(例如，光学板、凝胶等)，并且随着焦点区域952从靶标组织950过渡到界面材料，信号辐射912的特性可以改变。这可以指示EMR 910的焦点区域952在组织表面处或在组织表面附近的位置。一旦光学系统902被定位成使得EMR910的焦点区域952在靶标组织950的表面处或在靶标组织950的表面附近，光学系统902就可以被平移(例如，沿z方向)，使得焦点区域952处于靶标组织950的表面下方的预定深度。

控制器906可以基于从EMR检测系统904接收到的包括表征信号辐射912的检测特性的数据的信号来改变示例性治疗系统900的操作参数。例如，EMR检测系统904的一些示例性实施方式可以检测靶标组织950中真皮-表皮(DE)接合部的深度，并且控制器906可以响应于DE接合部的深度而调节焦点区域952的深度。以这种示例性方式，DE接合部可以被用作用于确定真皮内焦点区域952的深度的参考。另外地，在一些示例性实施方式中，EMR检测系统940可以量化存在于皮肤的表皮层中的黑色素的比例(例如，经由分光光度计的使用)。基于黑色素的比例，控制器906可以向指定人员(例如，临床医师)提供实现激光参数的一个或更多个变化的能力。根据某些示例性实施方式，激光参数的变化可以包括例如，与检测到的黑色素的比例成反比地改变每脉冲的能量，随着黑色素比例的增加而增加焦角，以及/或者基于黑色素的比例来改变焦点区域952的深度。

在一些示例性实现方式中，声学传感器930可以耦合至靶标组织950，并且声学传感器930可以检测EMR 910与靶标组织950之间的相互作用的特性。例如，声学传感器可以检测例如通过在靶标组织950中生成等离子体(例如，在焦点区域952中生成等离子体)所产生的在焦点区域952处或在焦点区域952中的压力波。声学传感器930的示例可以包括例如压电换能器、电容换能器、超声换能器、法布里-珀罗干涉仪和/或压电膜。

在一个示例性方面，焦点区域952中的压力波可以是或包括冲击波，冲击波是以比介质(例如，空气)中的声速快的速度传播通过该介质的压力的急剧变化。在另一个示例性方面，例如在焦点区域952处的压力波可以是以大约等于该介质中的声速的速度传播通过该介质的声波。

光声成像是基于光声效应的生物医学成像模态。在光声成像中，例如，非电离激光脉冲被传递至生物组织中(当使用射频脉冲时，该技术被称为热声成像)。一些传递的能量可以被吸收并转化为热量，从而导致瞬态热弹性膨胀，从而产生宽带(即MHz)超声波发射。

来自声学传感器930的传感器测量数据可以传输至控制器906。控制器906可以使用该数据验证经由信号辐射912进行的色素检测。根据一些示例性实施方式，治疗可以通过冲击波的检测来确认。压力波的存在和/或强度可以与正在生成的等离子体和正在执行的等离子体介导治疗相关。另外地，通过在例如在焦点区域952处或在焦点区域952中的压力波被检测到的位置进行绘制，可以创建和记录治疗组织的综合图。

图10示出了光学系统10600的另一示例性实施方式的图。例如，光学系统1000可以将EMR束1002从EMR源1005引导到靶标组织1050。EMR源1005可以是激光器(例如，来自Quantel的Q-smart 450激光器，其具有450mJ的脉冲能量、6纳秒[nS]的脉冲持续时间、以及1064nm的波长或约1064nm的谐波)。根据某些示例性实施方式，可以经由适配器1010将EMR束1002引入示例性光学系统1000中。适配器可以被配置成将生成EMR束1002的EMR源固定到关节臂，例如图5的安装平台512的臂520。

根据某些示例性实施方式，衍射光学元件(DOE)1020(例如，分束器、多聚焦光学器件等)可以放置在EMR束1002的路径中。DOE 1020可以改变EMR束1002的特性，并且透射第二EMR束1004。例如，DOE 1020可以生成多个子束，所述多个子束聚焦到不同的焦点区域。用于治疗靶标组织的DOE 1020的实现和使用在题为“Diffractive Optics For EMR-BasedTissue Treatment”的美国临时申请62/656,639中更详细地讨论，该美国临时申请的全部公开内容通过引用并入本文中。由DOE 1020生成和/或透射的第二EMR束1004(例如，多个子束)可以通过分束器10640(例如，二向色分束器)被导向靶标组织1050。二向色分束器的示例可以包括短通二向色镜/分束器，该短通二向色镜/分束器具有约950nm的截止波长、约420nm至约900nm之间的透射带以及约990nm至约1600nm之间的反射带(Thorlabs PNDMSP950R)。第二EMR束1004可以被分束器10640反射，并且被引导到物镜1060。物镜1060可以经由窗口1045将第二EMR束1004聚焦到靶标组织1050中的焦点区域1052。物镜1062的示例可以是或包括埃德蒙兹光学PN 67-259非球面透镜，其具有约25毫米(mm)的直径、约0.83的数值孔径(NA)、近红外(NIR)涂层和约15毫米的有效焦距。窗口1045可以用于保持或以其他方式将靶标组织1050保持在适当位置。

在某些示例性实现方式中，EMR束1002、1004可以通过放置在EMR束1002、1004的路径中的束扩展器(未示出)来扩展。束扩展可以允许光学系统1000的期望NA值。例如，由Q-smart 450激光器生成的激光束可以具有约6.5mm的束直径，并且可以利用可以将激光束扩展至两倍直径的束扩展器。扩展的EMR束1002、1004可以使用约15mm EFL透镜聚焦，来以足够高的NA(例如，大于0.3)聚焦EMR束1002、1004。

示例性光学系统1000可以被布置和/或配置成使得第二EMR束1004的焦点区域1052可以位于靶标组织1050的表皮下方。这可以例如通过相对于靶标组织1050移动示例性光学系统1000和/或沿第二EMR 1004的束路径移动物镜1060来完成。在一个示例性实现方式中，示例性光学系统1000的位置和/或光学系统1000中的示例性光学元件的位置可以由图9的示例性控制器905移动。将焦点区域1052置于表皮下方(例如，在真皮-表皮(DE)接合部下方)可以减少或基本上抑制表皮中不期望的热量生成，这种热量生成可能导致表皮的色素沉着过度或色素沉着不足。这也可以允许靶向真皮中的区域以用于热量和/或等离子体生成。

第二EMR束1004与靶标组织1050之间的相互作用可以导致信号辐射1006的生成。如上面所描述的，信号辐射1006可以包括由靶标组织1050中的等离子体生成的辐射(“组织辐射”)。组织辐射1050可以具有位于分束器1040的透射带中的波长。因此，组织辐射可以很大程度上被分束器10640透射。信号辐射1006还可以包括具有与第二EMR束1004的波长类似的波长的辐射(“系统辐射”)。系统辐射1004的波长可以位于分束器1040的反射带中。因此，系统辐射的一小部分(例如，10％)可以被分束器1040透射。

由分束器1040透射的信号辐射1008可以包括组织辐射和系统辐射1004(或其一部分)两者。信号辐射1008的部分可以被EMR检测器1090捕获。EMR检测器1090可以将表征信号辐射1008(或其一部分)的检测的数据传送至图9的控制器906。控制器906可以例如执行检测(例如，透射的信号辐射1008的强度)，并且还可以例如改变源1005的操作(例如，关闭源1005)。

在一个示例性实现方式中，示例性光学系统1000可以用作共焦显微镜。这可以例如通过在孔径1080的上游放置第二物镜(未示出)来完成。孔径可以通过聚焦在包括孔径1080的焦平面处来对信号辐射1006进行重新成像。孔径1080可以过滤(例如，阻挡)信号辐射1008的不期望的空间频率。该示例性配置可以促进与靶标组织1050中的不同区域(例如，相对于组织表面1054处于不同深度的靶标组织区域)相关联的信号辐射1008的过滤。通过改变成像孔径1080与靶标组织1050之间的距离(例如，通过沿信号辐射1008的路径移动成像孔径1080)，可以对靶标组织1050的不同深度进行成像。在某些示例性实现方式中，图9的控制器906可以通过向致动器发送命令来移动成像孔径1080。控制器906可以分析检测数据，以及/或者确定靶标组织1050中等离子体的存在、靶标组织中色素的分布等。示例性光学系统1000可以用于检测窗口1045中的损坏。窗口1045的损坏可以由第二EMR束1004与窗口1045之间的相互作用(例如，当EMR束的强度高时与第二EMR束1004等的延长的相互作用)引起。可以通过确定由窗口1045中的损坏导致的信号辐射1006(例如，从窗口1045发出的信号辐射1006)的强度变化来实现对窗口1045中的损坏的检测。这可以例如通过以下来完成：将焦点区域1052定位成入射在窗口1045上(例如，在窗口1045的表面附近、在窗口1045的表面处、在窗口1045内)，并且检测信号辐射1006的强度(例如，通过使用光电检测器作为EMR检测器1090来检测)。当焦点区域1052位于未损坏窗口1045的可比较位置上时，可以将该强度与先前测量的强度进行比较。基于该比较，可以确定窗口1045中的损坏。

图11提供了示例性光学系统1100的示例性实施方式的图。光学系统1100可以包括具有目镜1190的显微镜附件1170。显微镜附件1170可以捕获由图10的分束器1040透射的信号辐射1008(或其一部分)。信号辐射1008可以通过管透镜1150(例如，埃德蒙兹光学PN 49-665 25mm直径x 50mm EFL非球面消色差透镜)来重新成像。管透镜1150可以将信号辐射1008重新成像到目镜1190(例如，埃德蒙兹光学PN 35-689 10X DIN目镜)的光瞳平面1120。

如本文中所描述的，信号辐射1008/1108可以包括组织辐射和系统辐射两者。由于它们的波长不同，因此组织辐射和系统辐射的图像在不同的位置处(例如，在不同的平面处)生成。因此，如果目镜1190被定位成捕获由系统辐射生成的图像，则它可能不能够准确地捕获与组织辐射相关联的图像。然而，目镜1190可以被校准以在系统辐射的焦点区域处捕获具有与系统辐射不同的波长的信号辐射。校准目镜1190的一种示例性方式可以是通过使用具有与靶标组织1050/1150的折射率类似的折射率的材料作为体模(例如，丙烯酸树脂)。校准目镜1190可以包括例如将第二EMR(束)1004/1104聚焦到体模中(例如，通过物镜1060/1160)，以及在第二EMR束1004/1104的焦点区域处引起击穿(例如，激光引起的光学击穿)。随后可以将具有预定波长的第二EMR辐射1004(例如以斜角)撞击到体模上，并且在目镜1190处测量具有预定波长的EMR辐射的强度。目镜1190的轴向位置可以被调节(例如，沿z轴)以增加和/或最大化来自第二EMR源的检测到的辐射的强度。在某些示例性实施方式中，可以使用传感器替代目镜1190。这样的示例性传感器的示例可以包括例如CMOS和/或CCD成像器。传感器可以响应于传感器平面处的辐射而生成数字图像。数字图像可以表示焦点区域1052/1152的图像。

图12示出了具有纤维耦合器附件1202的示例性光学系统1200的另一示例性实施方式。纤维耦合器附件1202可以包括透镜管1210，透镜管1210可以对来自如本文中所描述的图10的物镜1060和分束器1040的光进行成像。透镜管1210可以将信号辐射1008/1208聚焦在光瞳平面1215(例如，平行于x-y轴并且包括准直透镜1220的平面)处。可以使用准直透镜1220将聚焦的信号辐射1008/1208准直到所期望的尺寸，并且可以将其引导到耦合透镜1230。耦合透镜1230可以以一定的NA聚焦信号辐射1008/1208，这可能有益于耦合至附接至纤维连接器1240的纤维中。纤维可以光学地连接至一个或更多个EMR检测器(例如，图9的检测器904)。根据某些示例性实施方式，耦合器附件1202还可以包括位于光瞳平面1215处的成像孔径1250。孔径1250可以过滤信号辐射1008的不是从焦点区域1052/1252发出的部分。根据某些示例性实施方式，检测仪器(例如，光电二极管、光谱仪等)可以直接放置在成像孔径1250之后，而无需光纤或相关光学器件。成像孔径1250相对于透镜管1210的校准可以在与上面参照图11的目镜1190的校准所描述的过程类似的过程中实现。

示例性反馈检测可以以多种方式与基于EMR的治疗结合使用。本文中描述了示例性应用以展示可以实施反馈通知的EMR治疗的一些方式。从广义上讲，下面描述的示例可以分为三个种类的反馈通知的EMR治疗。这些示例性种类可以包括以下示例：a)检测等离子体；b)参考焦点区域位置；以及/或者c)对组织进行成像。这样的示例性使用类别并非旨在成为用于反馈通知的基于EMR的治疗的详尽(或互斥)应用列表。

示例性等离子体反馈示例

一些示例性治疗可以包括在治疗期间形成等离子体(例如，热离子等离子体或光学击穿)。在某些示例性实施方式中，检测到的等离子体的特性指示治疗的潜在有效性。例如，在治疗真皮色素病症时，焦点区域位于皮肤深处，因此在治疗期间扫描真皮色素时，焦点区域将与真皮色素相一致。当焦点区域在皮肤上扫描时，激光源传递脉冲激光，使得在焦点区域与真皮色素相一致的地方形成热离子等离子体。热离子等离子体的示例性形成指示：a)色素存在于皮肤内；b)在等离子体形成的时刻处的色素与焦点区域并置(例如X-Y坐标以及深度)；以及/或者c)该位置处的色素已经被治疗(例如，色素已经被破坏)。

在其他示例性情况下，等离子体形成可以指示系统维护的需要/偏好。例如，一些系统可以包括被放置成与正在接受治疗的组织接触的窗口。该窗口可以提供许多功能，包括：接触冷却、稳定组织、为组织提供深度参考、以及通过压力从组织中排出血液或其他液体。辐射(例如，激光束)也穿过窗口以施加至下方的治疗区域。在一些示例性情况下，辐射可能导致窗口内或窗口的表面处的击穿，从而导致等离子体生成和窗口蚀刻。如果系统在窗口处生成等离子体之后继续传递辐射，则通常可能导致直接与窗口接触的组织的灼伤或热损伤。

图13示出了根据本公开内容的某些示例性实施方式的在基于辐射的组织治疗期间的等离子体检测方法1300的流程图。首先，在步骤1306中使用窗口接触组织的表面。窗口接触组织的外表面。窗口被配置成透射治疗辐射。例如，窗口可以提供基准表面，使得将组织的表面放置成与窗口接触有效地参考了组织的外表面。根据某些示例性实施方式，窗口可以提供和/或促进附加功能的执行，附加功能包括但不限于：在治疗期间防止组织移动、正在治疗的组织的接触冷却、通过压缩等排出组织内的血液(或其他竞争生色团)。

然后可以在步骤1308中生成治疗辐射。治疗辐射通常可以由辐射源生成。治疗辐射可以被配置成在组织中产生效果，这可以产生外观上的改进或期望的变化。在某些示例性实施方式中，组织效果可以是美容的。在其他示例性实施方式中，组织效果可以是治疗性的。根据本公开内容的某些示例性实施方式，组织效果可以包括在生色团的存在下生成选择性热离子等离子体。用于治疗辐射的示例性参数选择可以取决于正在进行的治疗以及组织类型和个体患者。本文中详细地描述了与示例性方法1300的治疗辐射生成和相关参数选择以在组织中产生效果(例如，美容效果)相关的示例性细节。

可以在步骤1310中将治疗辐射聚焦到焦点区域。例如，在步骤1310中，可以通过聚焦光学器件对治疗辐射进行聚焦。根据某些示例性实施方式，焦点区域可以具有小于约1mm、约0.1mm、约0.01mm或约0.001mm的宽度。焦点区域可以位于第一区域处。在某些示例性实施方式中，第一区域可以位于组织内，具体地位于要治疗的位置处。在一些示例性情况下，第一区域可以有意或无意地位于组织外部，例如，在与组织接触的窗口内。

可以在步骤1312中扫描焦点区域，通常通过扫描系统(例如，扫描仪)来扫描。示例性扫描过程的示例可以包括倾翻/倾斜焦点区域、旋转焦点区域和/或平移焦点区域。示例性相关扫描过程和系统的另外描述在Dresser等人的题为“Electromagnetic RadiationBeam Scanning System and Method”的美国专利申请序列号第16/219,809号中提供，该美国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文中。根据某些示例性实施方式，治疗辐射可以被脉冲化，使得当焦点区域被扫描(例如，从第一区域移动至第二区域)时，几乎不传递治疗辐射。也可以连续地扫描焦点区域。在该示例性情况下，可以实现控制第一区域和第二区域的位置的治疗辐射脉冲的定时和扫描参数的不同配置。

如图13所示，在步骤1314中可以通过治疗辐射来生成等离子体。等离子体通常可以在焦点区域内或在焦点区域附近生成，这是因为通量在焦点区域内处于最大值。根据某些示例性实施方式，可以在步骤1314中通过热离子等离子体生成来选择性地在色素性区域生成等离子体。替选地，可以在过程1314中通过非选择性激光诱导的光学击穿生成等离子体。

此外，然后可以在步骤1316中检测等离子体。例如，检测器可以在这样的过程1316中检测从等离子体发出的信号辐射。信号辐射检测的示例可以包括光学检测、声学检测、激光诱导击穿的光谱检测(例如，激光诱导的击穿光谱)、等离子体生成的冲击波(PGSW)检测、等离子体发光检测、等离子体(羽流)屏蔽检测和等离子体摄影。在某些示例性实施方式中，等离子体的特性基于在过程1316中对等离子体的检测来确定。等离子体的特性的某些示例可以包括等离子体的存在、等离子体的强度、等离子体的光谱含量和等离子体的位置。根据某些示例性实施方式，可以例如通过控制器(例如计算机处理器)记录和存储信号辐射的特性。

在某些示例性实施方式中，在过程1318中，可以确定等离子体是否至少部分地位于窗口内，例如，基于检测到的等离子体来确定。例如，在某些示例性实施方式中，可以检测到包括已知代表窗口中(而不是组织中)的材料的光谱分量的光信号辐射，指示了等离子体部分地在窗口内。在另一版本中，光信号辐射的强度可能达到超过已知阈值，这意味着等离子体至少部分地在窗口内。

在步骤1320中，可以部分地基于检测到的等离子体(例如，步骤1318的等离子体是否部分地位于窗口中的确定)来控制与治疗辐射相关的示例性参数。与治疗辐射相关的参数的示例可以包括但不限于每脉冲的能量、重复率、焦点区域的位置或焦点区域的尺寸。这些示例性治疗辐射参数可以单独采用或与另一个或其他治疗辐射参数组合采用而没有限制。例如，等离子体部分地位于窗口中的确定可以用作停止治疗辐射的触发事件。

在某些示例性实施方式中，可以例如由控制器生成示例性映射，该示例性映射包括特性映射到位置的矩阵。作为示例，该映射可以包括：在第一位置处从第一等离子体发出的第一信号辐射的第一特性可以映射到第一位置的坐标；以及在第二位置处从第二等离子体发出的第二信号辐射的第二特性可以映射到第二位置的坐标。示例性映射可以包括例如具有与焦点区域的位置相关的三个正交轴以及与等离子体的一个或更多个特性相关的第四轴的四维矩阵。在一些版本中，该映射可以用作个体治疗效果的指示。本文中详细地描述了适合于执行上面所描述的等离子体检测方法的示例性系统。

特别地，图14示出了根据本公开内容的某些示例性实施方式的等离子体检测和治疗系统1400的图。例如，窗口1406可以被配置成接触组织1408的表面，例如，接触组织1408的外表面。窗口1406可以包括被配置成透射EMR束的光学材料，例如：玻璃、透明聚合物(例如聚碳酸酯)、石英、蓝宝石、金刚石、硒化锌或硫化锌。

图14的示例性成像和治疗系统1400可以包括聚焦光学器件1410。聚焦光学器件1410(例如，物镜)可以被配置成聚焦电磁辐射(EMR)束1411，并且在组织1408内生成等离子体1412。等离子体1412可以通过热离子生成在组织1408内的生色团处选择性地生成。在其他示例性实施方式中，等离子体1412可以通过光学击穿非选择性地生成。EMR束1411可以使用辐射源(未示出)生成。EMR束1411可以包括准直或非准直光以及相干和非相干光中的任一种。

在示例性系统1400中可以设置检测器1414，该检测器1414被配置成检测等离子体1412。这样的检测器1414的示例可以包括：光电传感器，例如光电二极管和图像传感器；声学传感器，例如表面声波传感器、压电膜、振动计和标准具；以及更专业的检测器，例如光谱仪、分光光度计和等离子体亮度(或屏蔽)光学探头。

如图(包括图14)所示，等离子体检测器可以包括光电检测器(例如，光电二极管)，该光电检测器(在一个示例性实施方式中)可以朝向窗口1406定向，光电检测器可以感测从等离子体1412发出的可见光1416(例如，信号辐射)。根据某些示例性实施方式，管透镜1418可以与聚焦光学器件1410结合使用以引导和聚焦可见光1416入射在检测器1414上。检测器1414可以与控制器1415进行通信，使得与检测到的等离子体相关联的数据被输入至控制器1415。

图14的示例性系统的扫描仪1422可以被配置成扫描EMR束1411的焦点区域。扫描仪1422可以在至少一个维度上扫描焦点区域。在某些示例性实施方式中，扫描仪1422可以在例如所有三个维度上扫描焦点区域。参照图14，提供扫描仪1422，如图所示，扫描仪1422可以从组织1408的第一区域1424到第二区域1426从左到右扫描焦点区域。当扫描仪1422扫描焦点区域时，EMR束1411可以被脉冲化，致使在第一区域1424处生成第一等离子体，并且然后在第二区域1426处生成第二等离子体。第一等离子体1412和第二等离子体1426都可以由检测器1414检测。在某些示例性实施方式中，与第一检测到的等离子体和第二检测到的等离子体相关联的数据被输入至控制器1415。在某些示例性实施方式中，与一个或更多个等离子体事件相关联的数据被控制器1415用来控制与EMR束1411和扫描仪1422中的至少一个相关联的参数。

根据某些示例性实施方式，控制器1415可以被配置成基于第一等离子体1412是否至少部分地位于窗口1408内的确定来控制EMR束1411(例如，终止EMR束1411)。在一个示例中，控制器1415可以基于从等离子体1412发出的信号辐射1416的强度来确定第一等离子体1412是否至少部分地位于窗口1406内。可以使用光电传感器(例如，光电二极管)来检测信号辐射1416的强度。根据另一版本，控制器1415可以基于信号辐射1416的光谱分量来确定等离子体1412是否至少部分地位于窗口1406内。例如，根据某些示例性实施方式，窗口1406可以包括蓝宝石，蓝宝石包括铝。对应于铝的光谱峰集中在约396nm处。皮肤通常不含铝。因此，如果信号辐射(在激光脉冲之后的精确时间[例如，10μs]获取)包括中心在约396nm处的光谱峰，则第一等离子体1412很可能至少部分地位于窗口1406内。根据某些示例性实施方式中，光谱滤光片(例如，陷波滤光片)和光电传感器用于检测信号辐射的光谱含量。根据其他示例性实施方式，光谱仪或分光光度计用于检测信号辐射的光谱含量。

控制器1415可以被配置成记录等离子体1412的一种或更多种检测到的特性。在某些示例性实施方式中，控制器1415可以被配置成记录等离子体1412的检测到的特性的矩阵(或映射)。例如，控制器1415可以被配置成：记录在第一位置1424处从第一等离子体1412发出的第一信号辐射的第一特性；将第一特性映射到第一位置11024的坐标；记录在第二位置1426处从第二等离子体发出的第二信号辐射的第二特性；以及将第二特性映射到第二位置1426的坐标。

示例性焦点深度参考示例

如上文详细描述的，在某些示例性实施方式中，需要严格控制焦点区域在组织内的深度(例如，+/-20μm)。例如，真皮色素的治疗可能需要将焦点区域放置在大约在组织内真皮色素深度处的深度处。如果焦点区域在真皮色素下方太深，则治疗将无效。如果焦点区域太浅，则基底层处的黑色素细胞将受到照射，可能导致不利事件(例如，色素沉着过度或色素沉着不足)。

图15示出了根据本公开内容的某些示例性实施方式的焦点深度参考方法1500的流程图。首先，在过程1510中，可以沿光轴将电磁辐射(EMR)束聚焦到焦点区域。在许多情况下，EMR束可以由EMR源(例如激光器)生成。可以设置光学窗口以与光轴相交。在一些示例性实施方式中，窗口的表面可以基本上正交于光轴。EMR束可以撞击光学窗口的至少一个表面并且可以生成信号辐射。在某些示例性实施方式中，信号辐射包括EMR束的可以在窗口的表面处反射的反射部分。在某些示例性实施方式中，窗口可以被配置成接触组织。窗口的表面可以光学地理解为窗口的窗口材料与靠近窗口的表面的相邻材料(例如，空气或组织)之间的光学界面。根据各种示例性实施方式，窗口材料与相邻材料之间的折射率差可能导致EMR束的反射部分的反射。根据某些示例性实施方式，可以通过EMR束的一部分在窗口处的散射或透射来生成信号辐射。

返回到图15，可以在过程1512中检测信号辐射。根据某些示例性实施方式，可以通过成像系统对信号辐射进行成像。在一些情况下，信号辐射的图像由成像系统在传感器处形成。传感器的示例可以包括光电传感器和图像传感器。在一些示例性版本中，检测器检测并测量图像宽度。通常，图像宽度将与入射到窗口的表面的EMR束的束宽度成比例地相关。成像系统的放大率通常确定图像宽度与入射到窗口的EMR束的宽度的比例。根据某些示例性实施方式，检测器可以检测和/或测量信号辐射的强度。

基于信号辐射，可以在过程1514中确定参考焦点位置。例如，在一些示例性实施方式中，测量入射到窗口的表面的EMR束的束宽度，并且当测量束宽度时将焦点区域的焦点位置沿光轴平移。找到确定束宽度处于最小值的参考位置。对于另一示例，在一些示例性版本中，当焦点区域的焦点位置沿光轴平移时检测信号辐射的强度。在该示例性情况下，可以找到辐射信号强度被发现处于最大值的参考位置。

一旦确定了参考焦点位置，就可以在过程1516中将焦点区域平移到治疗焦点位置。例如，治疗焦点位置可以沿光轴远离参考焦点位置预定距离。根据某些示例性实施方式，可以通过沿光轴移动光学元件(例如，物镜)来平移焦点区域。在其他示例性实施方式中，可以通过调节EMR束的发散度来平移焦点区域，例如通过调节光学元件的光功率来平移。最终，窗口被放置成与靶标组织接触，致使焦点区域位于靶标组织内。根据某些示例性实施方式，靶标组织可以是皮肤，并且焦点区域可以位于皮肤的真皮组织内。组织内焦点区域的精确深度定位可以促进通过热离子等离子体或热破坏来治疗先前无法治疗的色素性病症。例如，EMR束可以在位于真皮内的焦点区域处对真皮色素性病症(例如，真皮黄褐斑)进行选择性热离子等离子体介导的治疗，而不会冒对表皮进行不利照射的风险。

图16A和图16B示出了根据本公开内容的某些示例性实施方式的焦点深度参考和治疗系统1600和示例性方法的图。

例如，参照图16B，第一EMR束1616A可以被配置成(仅)用于参考，例如，通过使第一焦点区域1618A入射到窗口11810的表面上来进行参考，并且第二EMR束1616B可以被配置成在组织中实现所期望的效果(例如，美容效果)。实际上，第二EMR束1616B可以被配置成由聚焦光学器件会聚到位于治疗位置的第二焦点区域1618B。这在各种示例性实施方式中可以是有利的，其中组织效果可能需要非常高的通量(例如，10¹²W/cm²)并且如果在参考期间使用第一EMR束，则窗口1610将很可能被损坏。根据某些示例性实施方式，第二EMR束1616B可以具有约等于第一EMR束1616A的波长。在其他示例性实施方式中，第二EMR束11816B可以具有不同于第一EMR束1616A的波长。在该示例性情况下，治疗位置可能需要基于聚焦光学器件在这样的不同示例性波长处的焦距差进行校准。

图16A中示出的示例性焦点深度参考系统1600包括被配置成接触靶标组织1612的窗口1610。示例性光学系统(例如，物镜或聚焦光学器件)可以被配置成将电磁辐射(EMR)束1616沿光轴11820聚焦到焦点区域1618。光轴11820与窗口11810相交。光学检测器1622可以被配置成检测信号辐射1624。根据某些示例性实施方式，信号辐射1624可以由EMR束1620与窗口1610之间的相互作用生成。在一些示例性实施方式中，EMR束1620与窗口1610之间的相互作用可以是窗口1610的表面与EMR束1620之间的相互作用。EMR束1620与窗口1610之间的相互作用通常是反射、透射和散射中的至少一种。

控制器1626可以被配置成从光学检测器1622获取输入，并且沿光轴1620平移焦点区域1618的焦点位置。控制器1626可以至少部分地基于来自光学检测器1622的反馈来确定参考位置1628，其中焦点区域1618的一部分可以基本上与窗口1610的表面相一致。信号辐射1624可以从入射到窗口1610的表面的EMR束1616的反射发出并且使用(部分地)聚焦光学器件1614被成像入射到图像传感器1622。根据某些示例性实施方式，控制器1626可以通过以下来确定参考位置：例如，基于信号辐射来确定入射在窗口的表面上的EMR束1616的横向宽度；以及平移焦点区域直至横向宽度具有最小值为止。根据另一示例性实施方式，信号辐射从EMR束1616在窗口1610的表面处的反射发出，并且检测器1622可以被配置成检测信号辐射的强度。在该示例性情况下，控制器1626可以通过平移焦点区域直至信号辐射1624的强度具有最大值为止来确定参考位置。

此外，控制器1626可以将焦点区域1618平移到距参考位置1628预定距离1630的治疗位置。通常，可以在沿光轴1620的正方向上执行将焦点区域1618平移远离参考位置1628(即远离光学系统1614)。在某些示例性实施方式中，治疗位置可以被配置成位于组织内。例如，预定距离可以被配置成将治疗位置定位在皮肤的真皮组织内。载物台1632可以用于平移一个或更多个光学元件(例如，聚焦光学器件)以平移焦点区域。EMR束1616可以被配置成在位于治疗位置的焦点区域处或在位于治疗位置的焦点区域附近执行组织的效果(例如，美容效果)。示例组织效果是组织1612的选择性热离子等离子体介导的治疗。

在某些示例性实施方式中，第二EMR束可以被配置成由聚焦光学器件会聚到位于治疗位置的第二焦点区域。在该示例性情况下，第一EMR束可以被配置成仅用于参考，并且第二EMR束可以被配置成执行组织效果。这在组织效果需要例如非常高的通量(例如，10¹²W/cm²)并且窗口1610将很可能在参考期间被损坏的实施方式中可以是有利的。根据某些示例性实施方式，第二EMR束可以具有与第一EMR束相同的波长。在其他实施方式中，第二EMR束具有与第一EMR束的波长不同的波长。在这种情况下，将需要基于聚焦光学器件在两个不同波长处的焦距差来校准治疗位置。在某些示例性实施方式中，示例性窗口参考和治疗系统1600可以用于测量多于一个的参考位置1628。

例如，根据某些示例性实施方式，示例性窗口参考和治疗系统1600还可以包括扫描系统。扫描系统可以被配置成在至少一个扫描轴上移动焦点区域1618和光轴1620。在一些示例性情况下，扫描轴通常可以垂直于光轴1620。窗口与扫描轴之间的平行度测量可以通过在多个扫描位置处的多个参考位置1628测量来确定。例如，示例性参考和治疗系统1600可以首先用于确定第一扫描位置处的第一参考位置。然后，扫描系统可以将光轴1618重新定位到沿扫描轴距第一扫描位置一定距离的第二扫描位置。示例性参考和治疗系统1600然后可以确定第二参考位置。第一参考位置与第二参考位置之间的差除以沿扫描轴的距离可以指示窗口与扫描轴之间的非平行度斜率。下面提供了各个实施方式以进一步说明EMR治疗设备中的焦点深度参考。

组织成像示例

由组织成像反馈所通知的示例性的基于EMR的治疗可以对于皮肤病学治疗和美容治疗具有广泛的使用和益处。例如，根据某些示例性实施方式，组织成像使得用户能够在基于EMR的治疗期间准确地靶向治疗部位。组织成像的另一示例性使用可以是提供随时间推移的治疗结果的记录(例如，治疗前图像和治疗后图像)。根据又其他示例性实施方式，组织成像用于确定在治疗之前病症的诊断或治疗计划，或者在治疗期间确定终点。许多示例性的基于EMR的皮肤治疗的目标是美观(例如，与皮肤外观相关)。在这些示例性情况下，正在接受治疗的皮肤的成像为治疗利益相关者(患者和从业者)提供了一些最重要的反馈。

图17示出了根据本公开内容的某些示例性实施方式的用于成像和基于辐射的治疗的方法1700的流程图。在示例性方法1700中，在过程1706中用成像辐射来照射组织。例如，对组织的照射可以至少部分地通过使用照射源来实现。示例照射可以以多种方式执行，包括：例如，明场照射，在明场照射中成像辐射基本上在轴上提供至成像系统；以及暗场照射，在暗场照射中成像辐射基本上离轴提供至成像系统。在某些示例性实施方式中，成像辐射可以是基本上单色的。在其他示例性实施方式中，成像辐射可以是基本上宽带的(例如，白光)。

此外，在过程1710中，可以对组织的视图的图像进行成像。例如，可以使用聚焦光学器件(例如，物镜)至少部分地执行成像。在一些情况下，该视图可以是与聚焦光学器件相关联的焦点区域的视场。在某些示例性实施方式中，成像过程1710可以包括结合聚焦光学器件使用一个或更多个附加光学器件。例如，聚焦光学器件可以显著准直来自视图的光，并且管透镜可以用于根据准直光形成图像。图像可以在图像平面处形成。

在过程1712中，可以检测图像。例如，可以使用检测器来检测图像。检测的示例可以包括例如光电检测、共焦光电检测、干涉检测和光谱检测。检测器可以检测图像平面处的图像。图像可以由图像传感器检测。图像传感器的示例包括半导体电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)以及N型金属氧化物半导体(NMOS)形式的有源像素传感器。图像传感器可以以二维(2D)数据矩阵(例如位映射)输出检测到的图像。

另外地，在过程1714中，可以显示图像。例如，图像可以通过电子视觉显示器显示。显示器的示例可以包括例如电致发光(EL)显示器、液晶(LC)显示器、发光二极管(LED)-背光液晶(LC)显示器、发光二极管(LED)显示器(例如有机LED(OLED)显示器和有源矩阵有机LED(AMOLED)显示器)、等离子体显示器和量子点显示器。指定的用户(例如，临床医师)可以查看所显示的图像。在一些示例性情况下，可以例如由图18的控制器1819或如本文中所描述的另一控制器记录和存储图像。根据某些示例性实施方式，所显示的图像可以用于靶向需要治疗的组织区域。

然后可以在过程1716中在组织内指定靶标治疗区域。在某些示例性实施方式中，可以部分地基于图像来指定靶标治疗区域。例如，可以基于如图像中显示的组织的一部分中明显过量的色素(例如，真皮黑色素)来指定1716靶标治疗区域。在一些情况下，查看所显示图像的临床医师指定靶标治疗区域。替选地，在某些示例性实施方式中，控制器可以基于图像来自动地指定靶标治疗区域。靶标治疗区域通常至少部分地存在于图像中。

最后，在过程1718中，可以将治疗辐射聚焦到治疗区域内的焦点区域。通常，治疗辐射被使用聚焦光学器件来进行聚焦并且被配置成执行组织内的效果(例如，在生色团处选择性地生成热离子等离子体；实现美容效果)。在某些示例性实施方式中，部分地基于图像来控制影响治疗辐射的参数。上面详细地描述了影响用治疗辐射治疗的参数。在某些示例性实施方式中，在靶标治疗区域内扫描焦点区域。

在某些示例性实施方式中，视图从组织的第一区域扫描到第二区域。扫描的示例包括：倾翻/倾斜视图、旋转视图和平移视图。扫描配置的另外描述在Dresser等人的题为“Electromagnetic Radiation Beam Scanning System and Method”的美国专利申请序列号第16/219,809号中进行了描述，该美国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文中。在某些示例性实施方式中，位于第一区域处的视图与位于第二区域处的视图交叠。在这种情况下，一些组织存在于第一区域和第二区域两者中。在一些其他实施方式中，位于第一区域处的视图不与位于第二区域处的视图交叠。在某些示例性实施方式中，可以利用与视图位置相关的反馈来实现对视图的扫描。例如，在一些示例性情况下，可以通过利用两个线性载物台移动聚焦光学器件来扫描视图。当位于第一区域和/或第二区域处时，来自存在于每个线性载物台上的编码器的反馈可以用于推断视图的位置。

可以对来自第二区域的视图成像第二图像。例如，对第二图像进行成像可以以与过程1710的对第一图像进行成像相同的方式执行，只是视图的位置在两个步骤之间不同。使用聚焦光学器件至少部分地执行成像。在一些情况下，该视图可以是与聚焦光学器件相关联的焦点区域的视场。可以检测到第二图像。通常，检测第二图像以与过程1712的检测第一图像相同的方式执行，唯一的区别是检测第二图像而不是第一图像。

在一些示例性情况下，将第一图像和第二图像一起拼接成拼接图像(或图)。拼接图像还可以包括用位于附加区域处的视图拍摄的附加图像。拼接图像可以用于记录组织的治疗前图像或组织的治疗后图像。第一图像、第二图像和拼接图像中的任一个可以在治疗之前拍摄并用于支持诊断的确定，例如由医疗专业人员确定。同样，第一图像、第二图像和拼接图像中的任一个可以在治疗期间或在治疗之后拍摄，以证明治疗的有效性或在治疗期间寻找可以建议治疗结束的终点。

图18示出了根据本公开内容的某些示例性实施方式的示例性组织成像和治疗系统1800的图。示例性成像和治疗系统1800可以包括聚焦光学器件1810。聚焦光学器件1810(例如，物镜)可以被配置成对组织1813的视图1812进行成像。检测器1814可以被配置成检测至少部分地由聚焦光学器件1810形成的图像1816。检测器1814可以与显示器1817进行通信。显示器被配置成将图像显示给指定的用户(例如，临床医师)。根据某些示例性实施方式，管透镜1818可以与聚焦光学器件1810结合使用以形成图像1816。检测器1814可以与控制器1819进行通信，使得与来自检测器的检测到的图像相关联的数据可以被输入至控制器1819。聚焦光学器件110用于传递治疗辐射1820以及成像。扫描仪1822可以被配置成扫描视图1812。扫描仪可以在至少一个维度上扫描视图，并且可能在更多维度上扫描视图。在某些示例性实施方式中，扫描仪1822可以在所有三个维度上扫描视图。参照图18，扫描仪1822被示出为例如从组织1813的第一区域1824到第二区域1826扫描视图1812。

当扫描仪1822扫描视图1812时，聚焦光学器件1810可以在第一区域1824处成像第一图像并且在第二区域1826处成像第二图像。第一图像和第二图像都可以被检测器1814检测到。此外，例如，与第一检测图像和第二检测图像相关联的数据可以被输入至控制器1819。在某些示例性实施方式中，与多个图像相关联的数据可以由控制器1819拼接在一起，产生拼接图像(或图)。拼接图像和/或一个或更多个图像可以由控制器记录和存储以供将来查看。在某些示例性实施方式中，来自一个或更多个图像的数据可以用于确定治疗区域。根据某些示例性实施方式，确定治疗区域可以由控制器自动地执行。在其他示例性实施方式中，对治疗区域的确定可以由指定用户在查看一个或更多个图像之后手动地执行。

治疗辐射1820可以通过聚焦光学器件1810聚焦到焦点区域。此外，焦点区域可以被引导到治疗区域。根据某些示例性实施方式，扫描仪1822可以被配置成扫描治疗区域内的焦点区域。示例性系统1800的某些示例性实施方式可以包括窗口1830，窗口1830可以被放置成与组织1813的表面接触。窗口1830可以用于多个目的，一个目的是对组织的外表面进行基准测试。因此，窗口1830可以促进焦点区域可靠地位于组织1813内、距组织1813的表面预定深度。

图19A示出了根据本公开内容的某些示例性实施方式的示例性拼接图像(或图)1900。示例性拼接图像1900可以包括多个(例如，9个)单独图像1910。示例性扫描路径1920指示视图在其穿过组织时所采取的示例性路径。所示出的扫描路径包括光栅图案，尽管其他图案也是可能的(例如，螺旋形)。每个单独图像1910可以在所位于的沿扫描路径的点处拍摄。拼接图像1900可以以几种方式由单独图像形成。例如，如果针对每个单独图像而言视图的位置是可估计的(例如，通过扫描仪反馈来估计)，则可以通过航位推算计算来构建拼接图像1900。替选地，示例性拼接图像1900可以使用机器视觉算法来构建以进行拼接。第一示例图像拼接软件是Hugin-Panorama照片拼接器。Hugin是托管在http://hugin.Sourceforge.net处的开源项目。第二示例图像拼接软件是Adobe Photoshop中的Photomerge工具。下面提供了特定的单独实施方式以进一步说明示例性EMR治疗设备中的组织成像。

图19B是示出根据本公开内容的各种示例性实施方式的用于图像拼接的示例性方法1930的流程图，其中例如使用多个图像来执行图像拼接。首先，该方法在过程1932中在图像内检测关键点。示例性关键点检测方法/过程可以是或包括尺度不变量特征变换(SIFT)。例如，SIFT可以将不同尺度的高斯模糊(例如，不同的模糊尺寸)应用于每个图像，并且可以确定每个图像内的各种示例性特征，所述各种示例性特征例如相对于相邻像素具有最大对比度量，而不管模糊量。

当在每个图像中检测到多个关键点时，可以在交叠(例如，顺序的)图像之间比较关键点以在过程1934中匹配正常值。在过程1934中匹配关键点的示例性方法可以是或包括随机采样共识(RANSAC)。RANSAC是可以用于从包含异常值的一组观察数据中估计数学模型的参数的迭代方法/过程。例如，RANSAC可以通过从用于拟合图像的一组关键点中消除异常值来迭代地确定正常值。当在过程1934中确定正常值时，示例性方法1930可以在过程1936中导出单应变换以基于正常值将图像彼此对准或相互对准。可以导出单应变换矩阵以将每个图像与其交叠的图像相关。尽管以示例的方式给出了单应变换，但是应当理解可以使用其他变换矩阵，例如包括但不限于仿射变换等。

示例性方法1930可以通过在过程1938中应用变换矩阵并变换每个图像以适合其相邻图像(例如，移位、缩放、旋转、倾斜、倾翻等)来进行。示例性方法1930还可以通过在过程1940中混合图像来继续。例如，在示例性变换之后，可以在最终拼接的拼接体内的每个图像的边缘之间看见清晰的并列。为了防止这样的情况，可以在过程1940中混合图像。图像混合的示例性过程1940可以包括例如确定具有最小误差的相邻图像之间的边界(例如，最小误差边界)。最小误差边界可以通过例如分析两个或更多个图像的交叠部分并且确定在边界上的其中交叠误差最小的交叠部分内(例如，非直线)来确定。例如，可以使用交叠积分来计算交叠误差。一旦确定了最小误差边界，就可以沿最小误差边界裁剪图像。此外，示例性方法1930可以在过程1942中构建最终拼接体，例如，通过将所有经处理的图像一起数字地定位成拼接体。

图19C示出了根据本公开内容的某些示例性实施方式捕获的皮肤的两个交叠图像1944-A、1944-B。如图19C所示，过程1932的示例性关键点检测已经针对两个图像执行，并且检测到的关键点被示出在其中。图19D示出了过程1934的正常值匹配期间的两个交叠图像。这两个交叠图像在图19D中被示出为正常值被突出显示的合并图像1946。图19E示出了初始未混合的拼接体1948，该初始未混合的拼接体1948包括图19C和图19B的两个图像1944-A、1944-B。可以看出，未混合的拼接体包括交叠图像之间的大对比度的硬分界。图19F示出了混合的拼接体1950，该混合的拼接体1950是图19E的未混合的拼接体1948在经历了混合图像过程1940之后得到的。在图19F中示出了在混合的拼接体1950中的最小误差边界。

图20示出了根据本公开内容的特定示例性实施方式的示例性电磁辐射(EMR)源(例如，激光源)2010生成EMR束(例如，激光束)2012。根据某些示例性实施方式，EMR束2012可以具有来自EMR源2010的固有横向环模式(例如，TEM 01*)。根据其他示例性实施方式，束整形器2014对EMR束进行整形以产生横向环模式。如图20所示，提供了采用两个轴棱镜的束整形器20114。具有第一楔角的第一轴棱镜2016可以接受EMR束2012并产生准贝塞尔束。然后准贝塞尔束可以传播以产生发散环模式。发散环模式2020可以被第二轴棱镜2022准直成具有横向环模式2024的EMR束。根据某些示例性实施方式，环模式2024可以被分束器20126反射并指向聚焦光学器件2028。聚焦光学器件2028的一些示例可以包括会聚光学器件(例如，平凸透镜)和轴棱镜。聚焦光学器件2028可以会聚EMR束并将其导向组织2030(例如，皮肤)。根据某些示例性实施方式，窗口2032可以位于聚焦光学器件2028与组织2030之间。窗口2032可以在多个波长处是透明的，例如可以在可见波长处和在EMR束2024的EMR波长处是透明的。示例性窗口材料可以包括玻璃、石英和蓝宝石。在某些示例性实施方式中，窗口2032可以被冷却并且可以用于在治疗期间冷却组织2030。通常，窗口2032可以在示例性装置2000的操作期间放置成与组织的外表面接触。聚焦光学器件2028可以被制造为具有穿过其中心的孔径。

根据某些示例性实施方式，光学组件2034可以位于聚焦光学器件2028的孔径内。光学组件2034可以影响来自组织2030的光2036。在某些示例性实施方式中，光学组件2034可以具有与聚焦光学器件2028的光轴基本同轴的光轴。根据某些示例性实施方式，光2036可以通过分束器2026透射，并且由摄像装置透镜2038聚焦到传感器2040上。例如，在某些示例性版本中，传感器20140可以是或包括摄像装置传感器(例如，电荷耦合器件[CCD]或互补金属氧化物半导体[CMOS]摄像装置)。根据某些示例性实施方式，组织2030可以由照射源2042照射，照射源2042可以将照射光2044导向组织2030。

图21示出了根据某些示例性实施方式的用于涉及治疗和可视化的组合示例性方法2100的流程图。示例性治疗和可视化方法2100和/或其过程可以顺序地、同时地和/或彼此独立地发生。由于这个原因，治疗示例性方法2104和示例性可视化方法2106被并行示出。首先参照示例性治疗方法2104，在过程2110中可以生成具有横向环模式的电磁辐射(EMR)束。示例性EMR束可以是激光束，例如1064nm波长的激光。示例性横向环模式可以是横向电磁模式(TEM)01*或环形模式。此外，在过程2120中，可以将EMR束引导入射到具有一定孔径的EMR光学器件，使得横向环模式围绕孔径。在一些示例性版本中，EMR光学器件可以包括会聚透镜和/或轴棱镜。当EMR束具有横向环模式时，EMR束的中心部分可以具有可忽略的辐射功率。可以将EMR束引导入射到EMR光学器件上，使得EMR束的这个中心部分可以与EMR光学器件的孔径交叠。这样，EMR束的基本上所有辐射功率都可以受到EMR光学器件的影响，尽管激光光学器件具有通过其中间部分的孔径。然后可以在过程2130中会聚EMR束，并且在过程2140中通过EMR光学器件将EMR束导向组织。在某些示例性实施方式中，会聚EMR束可以对组织进行治疗(例如，光热解)。在一些另外的示例性实施方式中，示例性治疗方法2104可以另外包括对EMR束进行整形以便产生横向环模式，例如，用束整形器来进行整形。

参照示例性可视化方法2106，通过EMR光学器件20250的孔径收集来自组织的光。在某些示例性实施方式中，使用一个或更多个光学元件将来自组织的光引导通过孔径。例如，在某些示例性实施方式中，使用透镜组件和/或内窥镜来收集通过孔的光。在一些示例性版本中，一个或更多个光学元件具有与EMR光学器件的光轴基本上共线的光轴。根据某些示例性实施方式，示例性组合方法2100可以另外包括将来自组织的光与EMR束的束路径分离，例如通过使用分束器来分离。此外，可以在过程2160中感测收集到的光。根据某些示例性实施方式，可以将收集到的光聚焦成图像，然后可以通过摄像装置传感器(例如，电荷耦合器件[CCD]或互补金属氧化物半导体[CMOS]摄像装置)感测到该图像。然后，摄像装置传感器可以产生组织的数字图像。该数字图像可以由操作临床医师使用，以便在替选实施方式中，通过替选方式例如光电传感器、光电二极管和/或光伏来感测到光。在一些另外的示例性实施方式中，示例性方法可以包括将照射光导向组织，以便照射组织以进行可视化。

图22示出了使用根据本公开内容的某些示例性实施方式的示例性系统和/或方法的射线追踪2200的图。例如，如图22所示出的，聚焦光学器件2210可以具有通过其中心的孔径2212。可以通过孔径2212设置内窥镜2214。可以将分束器2216置于束路径中的内窥镜2214之后。分束器2216可以被配置成反射激光束波长(例如，1064nm)并通过光波长(例如，可见光波长)以进行感测。示例性射线2218、2220的这样的示例性路径在图22中示出。示例性激光射线轨迹2218示出了与治疗激光相关联的射线路径。示例性成像射线轨迹2220示出了与内窥镜2216相关联的射线路径。示例性对象平面2222和示例性图像平面2224在图2中示出。

图23示出了根据本公开内容的示例性实施方式的衍射受限内窥镜成像系统的调制传递函数(MTF)图2300，其与DermLite Foto II Pro摄影皮肤镜透镜组件2302相比。DermLite Foto II Pro目前可从来自美国加利福尼亚州圣胡安卡皮斯特拉诺的3Gen公司的市场获得。图20400在纵轴20404上描绘MTF对比度并且在横轴20406上描绘空间频率。截止频率20408已经被任意地选择为MTF对比度值的10％。F/14.1衍射受限内窥镜20412和F/9衍射受限内窥镜20414具有在图20400上绘制的最佳情况MTF曲线。由于图20400中的内窥镜MTF曲线是衍射受限的，因此实际内窥镜系统的性能将小于图形中所示。出于这个原因，进行了测试以量化用示例性基于内窥镜的成像系统可实现的实际性能。

图24示出了根据本公开内容的示例性实施方式的示例性内窥镜成像系统的示例性配置2410的示例性图像2400。示例性系统/配置2410包括内窥镜2412、耦合透镜2414和摄像装置2416。内窥镜可以是例如来自美国纽约州罗彻斯特的Gradient Lens公司的HawkeyeProSlim。用于测试的Hawkeye ProSlim具有7英寸的长度、4.2mm的外径、42度的视场(FOV)以及小型照射环形灯。耦合器光学组件2414可以附接至内窥镜2412。耦合器光学组件的示例可以包括：18mm、20mm和30mm焦距组件。最后，耦合器光学组件2414可以附接至摄像装置2416。摄像装置的示例可以包括来自德国阿伦斯堡的Basler的Basler ACA2500-14UC。

图25A至图25C示出了来自示例性配置2510的示例性图像。第一示例性图像2510在图25A中示出，并且用30mm焦距耦合器透镜和Basler ACA2500-14UC摄像装置拍摄。第一示例性图像2510示出了在焦点处拍摄的1952空军靶标。第二示例性图像2520在图25B中示出，并且用20mm焦距耦合器和来自加拿大安大略省渥太华的PixeLink的PixeLink PL-D755摄像装置拍摄。第二示例性图像2520在第一放大率下示出了用分割图案处理的皮肤区域。第三示例性图像2530在图25C中示出，并且用20mm焦距耦合器和来自加拿大安大略省渥太华的PixeLink的PixeLink PL-D755摄像装置拍摄。第三示例性图像2530在第二放大率下示出了用分割图案处理的皮肤区域。

另外的示例性实施方式

另外的示例性实施方式包括与基于EMR的治疗结合使用的替选成像技术。这些替选成像技术可以包括：显微成像、宽视场成像、反射共焦成像、光学相干断层成像、光学相干弹性成像、相干反斯托克斯拉曼光谱成像、双光子成像、二次谐波生成成像、相位共轭成像、光声成像、红外光谱成像和高光谱成像。

图26中示出了使用根据本公开内容的另一示例性实施方式的示例性系统和/或方法的示例性射线轨迹2600的图。例如，环形激光束射线2610在此被示出为从分束器2612反射。激光束射线2610然后通过非球面聚焦光学器件2616聚焦到组织平面2614。聚焦光学器件2616可以具有通过其中心的孔2618。图像射线2620穿过孔2618，并且从组织平面2614处的点源延伸。图像射线2620通过分束器2612被反射。在束路径中的分束器2612之后，可以设置超长工作距离显微镜物镜，该超长工作距离显微镜物镜可以使图像射线聚焦在图像平面2622处。这样的示例性超长工作距离显微镜物镜可以是例如来自美国科罗拉多州博尔德的Photo-Optical公司的InfiniMini。在本公开内容的某些示例性实施方式中，示例性超长工作距离显微镜物镜可以耦合至标准转换器和LDS放大器(例如，两者也可以来自Photo-Optical公司)以提供2.4mm视场(FOV)、110mm工作距离(WD)以及其中f数为约f-14的106线对每毫米(lpmm)分辨率。根据本公开内容的又一示例性实施方式，图像射线2620仍然通过聚焦光学器件2616的中心孔径2618，但是没有使用位于孔径2618内的示例性光学装置(例如，内窥镜)。相反，超长工作距离物镜可以避免对分束器2612的对象侧上成像光学器件的需要。

图27示出了根据本公开内容的数据收集和治疗设备/系统2700的另一示例性实施方式及其示例性操作。如图27所提供的，示例性设备/系统2700可以引导和聚焦治疗电磁辐射(EMR)束2710。示例性EMR束可以包括例如高质量激光(例如M²<1.5)。例如，在一些示例性情况下，EMR束2710可以利用在约800nm与约1200nm之间范围内的波长、在约10mJ与约10000mJ之间范围内的脉冲能量、以及在约5nsec与约150nsec之间范围内的脉冲持续时间。EMR束2710可以首先作用在第一透镜光学器件组2712上。在一些示例性实施方式中，第一光学器件组2712可以包括衍射光学元件(DOE)，该DOE将激光束分成不同角度倾斜/倾翻的多个细束，这些细束聚焦成2D图案化阵列。DOE的示例和它们在类似应用中的使用在例如美国专利申请第16/381,736号中进行了描述，该美国专利申请的全部内容通过引用并入本文中。示例性DOE可以是来自以色列Ness Ziona的Holo/OR的Holo/OR部件第MS-429-I-Y-A号，Holo/OR部件产生5×5细束阵列。

在通过第一光学器件组2712之后，EMR束2710可以被分束器2714反射。在一些示例性情况下，分束器可以被配置成反射EMR束2710，并且透射光2715。示例性分束器可以包括例如陷波滤光片、低通滤光片和/或高通滤光片。在被分束器2714反射之后，EMR束2710可以通过第二光学器件组2716。第二光学器件组2716和第一光学器件组2712被设计和/或配置成协同工作以将EMR束(或多个EMR细束)2710聚焦到位于例如组织内的接触窗口2718下游的焦点区域，例如，在远离接触窗口2718的规定距离处(例如，在约0mm至1.5mm+/-0.02mm之间)。在一些示例性实施方式中，第一光学器件组2712和第二光学器件组2716可以一起包括折叠式Petzval透镜。

例如，来自组织的表面的光2718可以通过接触窗口2718、第二光学器件组2716、分束器2714被引导回来并且由第三光学器件组2720成像。第三光学器件组2720和第二光学器件组2716可以协同作用以将返回光2715重新成像到传感器平面2722和/或在传感器平面2722上，其中摄像装置传感器(例如，CMOS或CCD传感器)可以位于该传感器平面2722上。摄像装置传感器可以被配置成捕获代表重新成像的光2715的数字数据(例如，图像)。在一些示例性实施方式中，源自被放置成与接触窗口2718的外表面接触的组织的光2715可以聚焦在传感器平面2722处。在该示例性情况下，光2715通常可以具有例如在可见范围内的波长，这是因为该范围的辐射在组织中的透射性较低(因此穿透性较低)。替选地或另外地，光2715可以源自距窗口2718已知距离(例如，在约0mm至1.5mm+/-0.02mm之间)的位置，光2715聚焦在传感器平面2722处。在该示例性替选/附加情况下，光2715通常可以被选择为具有近红外范围内的波长，例如，这是因为在该波长范围内，组织更具透射性。

图28示出了根据本公开内容的又一示例性实施方式的另一示例性数据收集和治疗系统2800。如图28所示，系统2800可以被配置成将电磁辐射(EMR)束2810引导和聚焦到焦点区域。EMR束2810首先在图28中示出为发散的，并且然后它被准直光学器件2812准直。准直光学器件2812的曲率可以被选择为基于EMR束2810的发散率。经准直的EMR束然后可以被反光镜2814反射以被入射在聚焦光学器件2816上和被入射到聚焦光学器件2816。另一聚焦光学器件2816可以以高速率(例如，NA大于约0.2)会聚EMR束2810。会聚的EMR束2810然后可以被另一分束器2818选择性地反射，该另一分束器2818可以被配置成反射EMR束2810并透射光2820以进行后续检测。在一些示例性实施方式中，用于检测的光2820在可见范围(例如，约350nm至750nm)内并且EMR束2810可以在可见范围之外。

然后可以最终将EMR束2810引导通过窗口2822，窗口2822被配置成在治疗期间放置成与组织接触。在各种示例性实施方式中，EMR束2810可以被配置成聚焦在位于下游(例如，外部)距窗口2822规定距离(例如，在约0mm至1.5mm+/-0.02mm之间)处的焦点区域处。源自组织的光2820可以通过窗口2822透射，并且然后由光学组件2824成像，光学组件2824使光聚焦在传感器平面2826上或在传感器平面2826处。摄像装置传感器可以放置在传感器平面2826处，并且用于捕获与光2820相关联或代表光2820的数字数据。在一些示例性实施方式中，源自被放置成与窗口2822的外表面接触的组织的光2820可以由光学组件2824聚焦在传感器平面2826处。在该示例性情况下，光2820可以具有在可见范围内的波长，这是因为具有在这样的示例性范围内的波长，组织的透射性较低。替选地或另外地，源自距窗口2822已知距离(例如，在约0mm至1.5mm+/-0.02mm之间)的位置的光可以通过光学组件2824聚焦在传感器平面2826处。在该示例性替选或附加情况下，光2820可以被选择为具有近红外范围内的波长，这是因为在该波长范围内，组织更具透射性。

本领域技术人员将基于上述实施方式理解本公开内容的另外的特征和优点。因此，本公开内容不受已经具体示出和描述的内容的限制，除非由所附权利要求指示。本文中引用的所有出版物和参考文献均通过引用整体明确地并入本文中。

可以以数字电子电路系统、或以计算机软件、固件或硬件——包括在本说明书中公开的结构性装置及其结构性等同装置或者它们的组合——来实现本文中描述的主题。本文中描述的主题可以被实现为一个或更多个计算机程序产品例如有形地实现在信息载体中(例如，在机器可读存储设备中)或者在传播的信号中的一个或更多个计算机程序，以用于由数据处理设备(例如，可编程处理器、计算机或多个计算机)执行或者以控制数据处理设备(例如，可编程处理器、计算机或多个计算机)的操作。可以以任何形式的编程语言来编写计算机程序(也被称为程序、软件、软件应用或代码)，所述任何形式的编程语言包括编译语言或解释语言，并且可以以任何形式——包括作为独立程序或者作为模块、组件、子例程或适合用在计算环境中的其他单元——来部署计算机程序。计算机程序不一定对应于文件。计算机程序可以存储或记录在保存其他程序或数据的文件的一部分中，计算机程序可以存储在专用于正被讨论的程序的单个文件中，或者计算机程序可以存储在多个协调文件(例如，存储一个或更多个模块、子程序或代码的部分的文件)中。计算机程序可以被部署成在一个站点处的一个计算机上或多个计算机上被执行，或者在被分布在多个站点上并且通过通信网络互连的一个计算机上或多个计算机上被执行。

本说明书中描述的示例性处理、方法、过程和逻辑流程——包括本文中描述的主题的方法步骤——可以由一个或更多个可编程处理器执行，所述一个或更多个可编程处理器执行一个或更多个计算机程序，以通过对输入数据进行操作并且生成输出来执行本文中描述的主题的功能。还可以由专用逻辑电路系统例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)来执行处理和逻辑流程，并且本文中描述的主题的示例性装置可以被实现为专用逻辑电路系统例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。

通过示例的方式，适合于执行计算机程序的处理器包括通用微处理器和专用微处理器两者以及任何种类的数字计算机的任何一个或更多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或这两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器以及用于存储指令和数据的一个或更多个存储器装置。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个或更多个大容量存储设备例如磁盘、磁光盘或光盘，或者计算机操作地耦合至用于存储数据的一个或更多个大容量存储设备例如磁盘、磁光盘或光盘，以从所述一个或更多个大容量存储设备接收数据或者将数据传送至所述一个或更多个大容量存储设备，或者从所述一个或更多个大容量存储设备接收数据以及将数据传送至所述一个或更多个大容量存储设备。适合于实现计算机程序指令和数据的信息载体包括所有形式的非易失性存储器，通过示例的方式包括：半导体存储器装置(例如，EPROM、EEPROM和闪存装置)；磁盘(例如，内部硬盘或可移动磁盘)；磁光盘；以及光盘(例如，CD和DVD盘)。处理器和存储器可以由专用逻辑电路系统补充或者被并入专用逻辑电路系统中。

为了提供与用户的交互，本文中描述的主题可以被实现在如下计算机上，所述计算机具有用于向用户显示信息的显示装置例如CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器以及用户可以通过其向计算机提供输入的键盘和指向装置(例如，鼠标或轨迹球)。也可以使用其他种类的设备来提供与用户的交互。例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感觉反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)，并且可以以任何形式来接收来自用户的输入，包括听觉输入、语音输入或触觉输入。

本文中描述的示例性技术可以使用一个或更多个模块来实现。如本文中所使用的，术语“模块”是指计算软件、固件、硬件和/或它们的各种组合。然而，至少不应当将模块解释为未在硬件、固件上实现或记录在非暂态处理器可读可记录存储介质上的软件(即，模块本身不是软件)。实际上，“模块”应当被解释为始终包括至少一些物理的、非暂态的硬件，例如处理器或计算机的一部分。两个不同的模块可以共享相同的物理硬件(例如，两个不同的模块可以使用相同的处理器和网络接口)。本文中所描述的模块可以组合、集成、分离和/或复制以支持各种应用。此外，代替在特定模块处执行的功能或除了在特定模块处执行的功能之外，本文中描述为在特定模块处执行的功能可以在一个或更多个其他模块处和/或由一个或更多个其他设备执行。此外，这些模块可以跨多个设备和/或彼此本地或远程的其他部件实现。另外地，模块可以从一个设备移出并添加至另一个设备，以及/或者可以包括在两个设备中。

本文中描述的主题可以实现在如下计算系统中，所述计算系统包括后端部件(例如，数据服务器)、中间件部件(例如，应用服务器)或前端部件(例如，具有图形用户界面或用户可以通过其与本文中描述的主题的实现进行交互的网络浏览器的客户端计算机)或者这样的后端部件、中间件部件和前端部件的任何组合。系统的部件可以通过数字数据通信的任何形式或介质例如通信网络而互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)例如因特网。

如本文中贯穿说明书和段落所使用的近似语言可以应用于修改可以允许变化而不导致其相关的基本功能发生变化的任何定量表示。“大约”、“基本上”或“约”可以包括落在1％范围内的数字，或者在某些示例性实施方式中，可以包括落在数字的5％范围内，或者在某些示例性实施方式中，可以包括落在任一方向(大于或小于该数字)的数字的10％范围内，除非另有说明或从上下文中可以明显看出(除非该数字不允许超过可能值的100％)。因此，由诸如“约”、“大约”或“基本上”的一个或更多个术语修饰的值不限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。在此以及贯穿说明书和段落，范围限制可以组合和/或互换，这样的范围被标识并包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有指示。

如本文在说明书和段落中所使用的冠词“一(a)”和“一个(an)”，除非明确指示出相反，否则应当理解为包括复数指称。如果一个、多于一个或所有的组成员存在于给定产品或过程中、在给定产品或过程中使用或以其他方式与给定产品或过程相关，则认为在一个组的一个或更多个成员之间包括“或”的段落或描述被满足，除非指示出相反或另外从上下文中明显看出。本公开内容包括其中该组中的一个成员恰好存在于给定产品或过程中、在给定产品或过程中使用或以其他方式与给定产品或过程相关的实施方式。本公开内容还包括其中多于一个或所有的组成员存在于给定产品或过程中、在给定产品或过程中使用或以其他方式与给定产品或过程相关的实施方式。此外，应当理解，所公开的实施方式提供了所有变型、组合和排列，在所有变型、组合和排列中将一个或更多个所列段落中的一个或更多个限制、要素、条款、描述性术语等引入引用相同基础权利要求的另一权利要求(或相关的任何其他权利要求)，除非另有指示或除非对于本领域普通技术人员而言明显会出现矛盾或不一致。设想本文中描述的所有实施方式在适当时适用于所公开实施方式的所有不同方面。还设想任何实施方式或方面可以在适当时与一个或更多个其他这样的实施方式或方面自由地组合。在要素被呈现为列表的情况下，例如，以马库什组或类似的格式，应当理解，要素的每个子组也被公开，并且可以从组中删除任何要素。应当理解，通常，在所公开的实施方式或所公开的实施方式的方面被称为包括特定元件、特征等的情况下，本公开内容的某些实施方式或本公开内容的方面由这样的元件、特征等组成或基本上由这样的元件、特征等组成。为了简单起见，这些实施方式并未在每种情况下都在本文中以如此多的词语具体阐述。还应当理解，本公开内容的任何实施方式或方面都可以明确地从段落中排除，而不管说明书中是否记载了具体排除。例如，可以排除任何一种或更多种活性剂、添加剂、成分、任选剂、生物体类型、疾病、受试者或它们的组合。

在本文中给出范围的情况下，本公开内容的实施方式包括其中包括端点的实施方式、其中排除两个端点的实施方式以及其中包括一个端点而排除另一个端点的实施方式。除非另有指示，否则应当假定包括两个端点。此外，应当理解，除非另有指示或另外从上下文和本领域普通技术人员的理解中明显看出，否则被表示为范围的值可以假定在本公开内容的不同实施方式中所述范围内的任何特定值或子范围，至该范围下限的单位的十分之一，除非上下文另有明确规定。还应当理解，在本文中陈述一系列数值的情况下，本公开内容包括与由该系列中的任意两个值定义的任何中间值或范围类似地相关的实施方式，并且最低值可以被视为最小值，并且最大值可以被视为最大值。如本文中所使用的，数值包括以百分比表示的值。

应当理解，除非明确指示出相反，否则在本文中要求保护的包括多于一个动作的任意方法中，该方法的动作的顺序不一定限于所记载的该方法的动作的顺序，但是本公开内容包括其中顺序受到如此限制的实施方式。还应当理解，除非另有指示或从上下文中明显看出，否则本文中所描述的任何产品或组合物可以被视为“分离的”。

如本文中所使用的，术语“包括”或“包含”用于指组合物、方法和其各自的组分，它们对于所公开的实施方式是必要的，但可以包括未指定的要素，无论是否必要。

如本文中所使用的，术语“基本上由……组成”是指给定实施方式所需的那些要素。该术语允许存在不会实质影响本公开内容的该实施方式的基本特征和新颖特征或功能特征的附加要素。

术语“由……组成”是指如本文中所描述的组合物、方法及其各自的组成部分，它们不包括在实施方式的描述中未记载的任何要素。

尽管上面已经详细地描述了一些变化，但是其他修改或添加是可能的。

在上面的描述和段落中，诸如“至少一个”或“一个或更多个”的短语可以出现在要素或特征的连接列表之后。术语“和/或”也可以出现在两个或更多个要素或特征的列表中。除非与使用它的上下文另有隐含或明确的矛盾，否则这样的短语旨在意指任何单独列出的要素或特征、或者与任何其他记载的要素或特征组合的任何记载的要素或特征。例如，短语“A和B中的至少一个”、“A和B中的一个或更多个”以及“A和/或B”各自旨在意指“单独的A、单独的B、或者A和B一起”。类似的解释也旨在用于包括三个或更多个项的列表。例如，短语“A、B和C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或更多个”、“A、B和/或C”各自旨在意指“单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、或者A和B和C一起”。另外，在上面和段落中使用术语“基于”旨在意指“至少部分地基于”，使得未记载的特征或要素也是允许的。

本文中描述的主题可以根据期望的配置体现在系统、设备、方法和/或物品中。前述描述中阐述的实现方式并不代表与本文中描述的主题一致的所有实现方式。相反，它们仅仅是同与所描述的主题相关的方面一致的一些示例。尽管上面已经详细地描述了一些变型，但是其他修改或添加也是可能的。特别地，除了在本文中阐述的特征和/或变化之外，还可以提供另外的特征和/或变化。例如，上面所描述的实现方式可以针对所公开的特征的各种组合和子组合以及/或者上面公开的若干另外的特征的组合和子组合。另外，在附图中描绘和/或在本文中描述的逻辑流程不一定需要所示的特定顺序或连续顺序，以实现期望的结果。其他实现方式可以在所附权利要求的范围内。

Claims (33)

1.一种用于治疗至少一名患者的装置，包括：

数据收集系统，其被配置成收集所述至少一名患者的数据；

控制器，其被配置成：

认证对远程网络的访问，

汇总所收集的患者数据，以及

使所汇总的患者数据存储在与所述远程网络通信的数据存储设备上；

电磁辐射(“EMR”)源，其被配置成生成EMR束；

光学装置，其被配置成将所述EMR束会聚或聚焦到焦点区域，所述焦点区域被定位成(i)沿光轴在所述至少一名患者的至少一部分内并且(ii)在所述至少一名患者的组织的表面下方；以及

窗口，其被定位成在距所述焦点区域预定距离处，并且沿所述光轴设置在所述焦点区域与所述光学装置之间，其中，所述窗口被配置成透射所述EMR束并且接触所述至少一名患者的组织的表面。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器还被配置成访问与所述远程网络通信的模块，并且其中，所述模块包括图像识别模块、计算机视觉模块、电子健康记录模块或临床决策支持模块中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一名患者的数据包括患者组织的图像、患者的年龄、治疗期信息、患者疼痛评分、数据收集参数或基于EMR的治疗参数中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述数据收集系统被配置成从与所述窗口接触的组织收集所述患者数据，并且其中，所述数据收集系统和所述光学装置与所述窗口在空间上配准。

5.根据权利要求1所述的装置，还包括基于药物的治疗系统，所述基于药物的治疗系统被配置成在对所述至少一名患者的基于药物的治疗中使用。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述基于药物的治疗系统包括局部药物、可注射药物或口服药物中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光学装置被配置成以至少0.3的数值孔径(NA)会聚或聚焦所述激光束。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述数据收集系统包括：

照射源，其被配置成照射所述组织的表面；

光引导装置，其被配置成将来自所述组织的表面的光通过所述窗口引导至传感器平面；以及

传感器装置，其被配置成检测所述传感器平面处的光，其中，所收集的患者数据包括多个图像。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述控制器被配置成通过将所述多个图像拼接在一起来汇总所收集的患者数据。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述数据收集系统包括以下中的至少一个：(i)用户接口，其被配置成接受来自用户的所述至少一名患者的数据；或者(ii)系统接口，其被配置成接受来自连接至包含所述至少一名患者的数据的存储设备的另一网络的所述至少一名患者的数据。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述数据收集系统包括光声成像系统、摄像装置、皮肤镜子系统、显微镜子系统、共焦显微镜子系统、等离子体检测子系统或窗口参考子系统中的至少一个。

12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器还被配置成通过执行对与所述远程网络通信的模块的认证来访问所述模块。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述认证通过验证以下中的至少一个来执行：(i)财务协议到位；(ii)财务分配已经被接收；或者(iii)所述财务分配待定。

14.根据权利要求12所述的装置，其中，所述认证通过实现费用的财务分配来执行。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述费用针对治疗、患者、订阅、图像或服务模块中的至少一个来提供。

16.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光学装置包括折叠式Petzval透镜。

17.一种用于治疗至少一名患者的方法，包括：

用数据收集系统收集所述至少一名患者的数据；

汇总所收集的患者数据；

认证对远程网络的访问；

将所述患者数据存储到与所述远程网络通信的数据存储设备；

用电磁(“EMR”)源生成EMR束；

用光学装置将所述EMR束会聚或聚焦到焦点区域，所述焦点区域被定位成：(i)沿光轴并且(ii)在所述至少一名患者的组织的表面下方；

使所述至少一名患者的组织的表面与窗口接触，所述窗口被定位成在距所述焦点区域预定距离处并且沿所述光轴在所述焦点区域与所述聚焦光学器件之间；以及

通过所述窗口透射所述EMR束，其中，所述焦点区域被定位在所述组织内。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括访问与所述远程网络通信的模块，其中，所述模块包括图像识别模块、计算机视觉模块、电子健康记录模块或临床决策支持模块中的至少一个。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述至少一名患者的数据包括患者组织的图像、患者的年龄、治疗期信息、患者疼痛评分、数据收集参数或基于EMR的治疗参数中的至少一个。

20.根据权利要求17所述的方法，其中，收集所述患者数据包括从与所述窗口接触的组织感测所述患者数据，并且其中，所述数据收集系统和所述光学装置与所述窗口在空间上配准。

21.根据权利要求17所述的方法，还包括对所述至少一名患者进行基于药物的治疗。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述基于药物的治疗包括局部药物、可注射药物或口服药物中的至少一种。

23.根据权利要求17所述的方法，其中，以至少0.3的数值孔径(NA)执行将所述电磁辐射(EMR)束会聚或聚焦到所述焦点区域。

24.根据权利要求17所述的方法，其中，收集患者数据还包括：

照射所述至少一名患者的组织的表面；

将来自所述组织的表面的光通过所述窗口引导至图像平面；以及

使用传感器装置感测所述图像平面处的光，其中，所收集的患者数据包括多个图像。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，汇总所收集的患者数据包括将所述多个图像拼接在一起。

26.根据权利要求17所述的方法，其中，所述数据的收集还包括以下中的至少一个：(i)使用用户接口输入患者数据；或者(ii)与便于包含所述至少一名患者的数据的存储设备的另一网络连接。

27.根据权利要求17所述的方法，其中，所述数据的收集包括使用光声成像装置、摄像装置、皮肤镜子系统、显微镜子系统、共焦显微镜子系统、等离子体检测子系统或窗口参考子系统中的至少一个。

28.根据权利要求17所述的方法，还包括通过认证对与所述远程网络通信的模块的访问来访问所述模块。

29.根据权利要求27所述的方法，其中，所述认证通过验证以下中的至少一个来执行：(i)财务协议到位；(ii)财务分配已经被接收；或者(iii)所述财务分配待定。

30.根据权利要求27所述的方法，其中，所述认证通过实现费用的财务分配来执行。

31.根据权利要求29所述的方法，其中，所述费用针对治疗、患者、订阅、图像或服务模块中的至少一个来提供。

32.根据权利要求17所述的方法，其中，所述光学装置包括折叠式Petzval透镜。

33.一种其上具有用于促进对至少一名患者的治疗的计算机软件的计算机可访问介质，其中，当所述计算机软件由计算机处理器执行时，所述计算机处理器被配置成执行包括以下的处理：

用数据收集系统收集所述至少一名患者的数据；

使汇总所收集的患者数据；

使认证对远程网络的访问；

将所述患者数据存储到与所述远程网络通信的数据存储设备；

控制电磁辐射(“EMR”)源以生成EMR束；

控制光学装置以将所述EMR束会聚或聚焦到焦点区域，所述焦点区域被定位成(i)沿光轴并且(ii)在所述至少一名患者的组织的表面下方；

控制所述至少一名患者的组织的表面与窗口的接触，所述窗口被定位成在距所述焦点区域预定距离处并且沿所述光轴在所述焦点区域与所述聚焦光学器件之间；以及

控制所述EMR束通过所述窗口的透射，其中，所述数据收集系统和所述光学装置与所述窗口配准，并且其中，所述焦点区域被定位在所述组织内。

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