用于组织的多光谱3D成像和诊断的系统和装置及其方法与流程

背景技术：

1、组织健康问题可以有许多形式。例如，组织健康问题可以包括龋齿、口腔癌和牙周病。牙周病通常由口腔中的某些细菌种群引起，所述细菌种群与唾液中存在的蛋白质相互作用以形成覆盖牙齿的被称为牙菌斑的膜。如果这种生物膜累积发展，则由细菌产生的酸可能侵蚀牙齿，导致蛀牙。牙菌斑还可能侵蚀口腔的软齿龈组织，导致影响齿龈的牙龈炎、或者可能影响所有软组织和支撑牙齿的骨的牙周炎。在没有早期和准确的诊断方法的情况下，这些病症可能变成慢性的，并且给患者带来身体疼痛，并给他们带来医疗/牙科程序的负担。

2、其他口腔病症，如牙龈炎，使齿龈发炎，并且其特征为发红、肿胀、出血和敏感。这些变化由沿牙龈边缘的生物膜累积和对破坏性细菌副产物的释放响应的免疫系统炎症引起。牙龈炎导致增多的血管分布以及血管结构、血液动力学和组织氧合的形态学变化。在疾病进展和对治疗的响应期间，监测和评估牙龈的局部炎症血液动力特征，如组织氧饱和度(sto2)、总组织血红蛋白(thb)、脱氧血红蛋白(hb)和氧合血红蛋白(hbo2)，对于理解病理生理学至关重要。牙龈炎的早期阶段通过彻底刷洗和牙线是可逆转的。然而，在没有充分的口腔卫生的情况下，则可能发展成慢性感染和牙周炎。

3、目前，没有可以以定量深度分辨的方式提供组织的体积、光谱诊断的指标，如微观形态变化、功能和光谱信息的动态的可靠的消费者或临床水平的早期问题诊断系统。这样的装置是期望的，因为其将极大地有益于用户的临床和家庭护理，并且在慢性组织疾病预防中具有大大的益处。

技术实现思路

1、在一个方面中，本公开内容可以涉及用于对组织进行诊断的成像系统。该系统可以包括环形阵列，所述环形阵列包括一个或更多个被配置成以多个波长并沿着光路投射光的照射源(例如，led)。可以提供包括飞行时间传感器和照射器的飞行时间模块，其中照射器被配置成将调制光沿着光路投射到组织上，以及飞行时间传感器被配置成接收投射到组织上的调制光的反射部分，并基于所接收的调制光的反射部分或发光部分生成三维飞行时间图像。多光谱相机可以被配置成接收以多个波长投射的光的反射部分，并基于所接收的光的反射部分生成多光谱图像。处理器可以被配置成识别经由飞行时间传感器生成的飞行时间图像和经由多光谱相机生成的多光谱图像；基于将飞行时间图像和多光谱图像的一个或更多个部分组合，生成深度和光谱编码的数据矩阵；并使深度和光谱编码的数据矩阵经由显示器显示为三维图像。

2、在另一方面中，本公开内容可以涉及用于对组织进行诊断的方法。该方法可以包括：经由一个或更多个照射源(例如，led)将光以多个波长且沿着光路投射到组织上；沿着光路投射调制光并将调制光投射到组织上，并且接收投射到组织上的调制光的反射部分；基于所接收的调制光的反射部分或发射部分生成三维飞行时间图像；接收以多个波长投射的光的反射部分，并基于所接收的光的反射部分生成多光谱图像；基于将飞行时间图像和多光谱图像的一个或更多个部分组合来生成深度和光谱编码的数据矩阵；以及使深度和光谱编码的数据矩阵显示为三维图像。

技术特征：

1.一种用于对组织进行诊断的成像系统，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，还包括一个或更多个反射镜，所述一个或更多个反射镜被配置成将所投射的调制光沿着所述光路引导到所述组织上，并将所述调制光的反射部分沿着所述光路从所述组织引导至所述飞行时间传感器。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述一个或更多个反射镜被涂覆用于高效地反射所投射的光。

4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个照射源包括：至少一个产生波长范围在370nm至415nm(uv/蓝光)的用于诱导荧光的照射源，至少一个产生波长范围在415nm至670nm(可见光)的用于反射测量的照射源，以及至少一个产生波长范围在820至1700(nir/ir)的用于近红外/红外反射测量的照射源。

5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述一个或更多个照射源包括用于更深入到所述组织中成像的短波红外(swir)光源。

6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包括沿所述光路定位的滤光器，其中所述滤光器被配置成阻挡来自所述飞行时间传感器的非ir光。

7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述飞行时间模块定位在内部反射镜上方。

8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中经由所述照射器投射的所述调制光在入射到所述组织上之前穿过可见-nir反射/ir透射分束器。

9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包括被配置成将所述调制光引导至所述组织的被加热的成角度的轨道镜，其中所述成角度的轨道镜被使用加热元件加热，以除去由于所述系统的用户的吸气或呼气而对镜表面形成的雾。

10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包括被配置成提供与所述组织的扫描相关的实时反馈的触觉传感器。

11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述处理器还被配置成：

12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包括清洁刷头，其中所述系统被配置成在使用所述清洁刷头清洁所述组织的同时进行对所述组织的扫描。

13.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述处理器被配置成生成用于所述组织的纵向形态分析的高分辨率局部解剖图像。

14.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述处理器被配置成基于所述数据矩阵来确定与所述组织相关的光谱、荧光或比色信息中的至少一者。

15.一种用于对组织进行诊断的方法，所述方法包括：

16.根据权利要求15所述的方法，还包括经由一个或更多个反射镜将所投射的调制光沿着所述光路引导到所述组织上，并将所述调制光的反射部分沿着所述光路从所述组织引导至所述飞行时间传感器。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述一个或更多个反射镜被涂覆用于高效地反射所投射的光。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中所述一个或更多个照射源包括：至少一个产生波长范围在370nm至415nm(uv/蓝光)的用于诱导荧光的照射源，至少一个产生波长范围在415nm至670nm(可见光)的用于反射测量的照射源，以及至少一个产生波长范围在820至1700(nir/ir)的用于近红外/红外反射测量的照射源。

19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，还包括经由触觉传感器提供与所述组织的扫描相关的实时反馈。

20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法，还包括：

技术总结
提供了用于对组织进行诊断的成像系统、装置和方法。该系统可以包括一个或更多个被配置成以多个波长投射光的光源(例如，LED)。飞行时间模块可以被配置成投射调制光，接收调制光的反射部分，和/或基于所接收的调制光的反射部分生成三维飞行时间图像。多光谱相机可以被配置成接收光的反射部分，并基于所接收的光的反射部分生成多光谱图像。处理器可以被配置成识别飞行时间图像和多光谱图像；基于将飞行时间图像和多光谱图像的一个或更多个部分组合来生成数据矩阵；以及使数据矩阵显示为三维图像。

技术研发人员：赫雷贝什·莫利·苏布哈什,小本尼·E·乌尔班
受保护的技术使用者：高露洁-棕榄公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15