[发明专利]用于相机校准的系统和方法

说明书

描述了一种能够以高准确度校准以能够在特定深度处(例如，在皮肤的顶表面下方)聚焦的皮肤镜或内窥镜检查设备。提供了校准图案，或者可将校准图案定位在检查设备(诸如皮肤镜或内窥镜)的参考查看表面处。皮肤镜以可获得的最佳准确度来知晓该设备聚焦在皮肤顶部下方什么绝对深度处是重要的。这可通过本发明的各实施例提供聚焦装置并知晓使聚焦装置的聚焦位置移位的数字驱动电平与聚焦深度的对应绝对变化之间的关系来实现。由此，知晓设备在皮肤顶部下方聚焦得多深(在绝对值的意义上)是可能的。

发明领域

本发明涉及诊断成像领域，并且涉及一种检查设备以及如何校准检查设备的相机以用于诊断成像。

背景技术

皮肤镜能被用于皮肤的诊断成像。今天，大多数皮肤镜仍然是模拟设备，这意味着它们包括周围带有照明的放大镜。皮肤镜不仅看到皮肤的顶表面，而且它们还在皮肤的不同深度(向下约3mm或更多)处进行成像。皮肤科医生能够调整焦点，以使得焦点被设为“所需深度”，并且这是由皮肤科医生基于经验来确定的。随着焦点被改变，特定的皮肤结构将清晰起来，而其他皮肤结构将模糊。专家皮肤科医生在浏览皮肤(例如，顶部、表皮、真皮……)时识别这些结构并且一直知晓他/她所在的位置。然而，对于非专家而言，这是非常困难的，并且最为通常的，非专家不会确切地知晓设备聚焦在什么深度处。

对某些类型的皮肤癌的诊断并不容易，并且模拟设备在作出诊断时不会记录医生看见的图像。与在更好的诊断方法可用的情况下所需的活检相比，这会导致进行更多活检的保守办法。

图1在y轴上示出了不同皮肤层的示意性表示，并且在x轴上示出了不同波长(以nm计)的光的穿透深度(以mm计)。事实上，波长越长，它穿透皮肤组织越深，并且对应于特定波长的聚焦越深。在每个层中，都存在特征结构，由此将存在从表面向下超过3mm深度可见的“清晰”结构。由此，常规的自动聚焦算法(例如，智能手机中所使用的算法)将无法工作，因为这些算法依赖于一旦焦点被设置正确图像就是清晰的。

最近已经引入了数字皮肤镜。这些设备是常规模拟皮肤镜的数字等效设备。今天，数字皮肤镜提供与模拟皮肤镜通常相同的功能；但是它们能够采集皮肤图像，并且皮肤科医生能够(手动地)控制聚焦深度。

随着数字皮肤镜的出现，将皮肤病变的“成像”与其“读取/诊断”解耦变成可能。全科医生(GP)或护士能够例如对皮肤病变进行成像并将这些图像发送给皮肤科医生进行诊断。

然而，这要求图像是在正确的聚焦深度(或者更确切而言，在多个正确的聚焦深度)处采集的，并且知晓哪个聚焦深度与哪个图像相关联。

此外，以非常高的准确度知晓病变的深度是至关重要的。事实上，例如，在黑素瘤的情形中，病变的深度提供了对患者在5年后存活的机会的估计。黑素瘤的深度是用以估计以获得准确诊断的最至关重要的参数之一。因此，需要在设备的整个寿命期间完美地控制聚焦深度。

US20160282598A1(佳能3D)公开了如何校准显微镜以例如通过使用具有测试图案的校准目标进行3D分析。校准目标物理地定位在光学系统下方的可移动台上。

US20160058288A1(Mela，皮肤镜)公开了使用“系统的已知相机校准”作为校准参考来对组织进行三维成像。

发明内容

关于用于医疗应用的检查设备(诸如皮肤病检查设备或内窥镜)，需要：

·提供一种用于在对具有遍及其体积的结构的目标进行成像时自动控制聚焦深度的方法，因为当今存在的自动聚焦算法不适合。

·能够将控制聚焦的数字驱动值与聚焦深度的绝对值相关联，并将控制聚焦的数字驱动值范围与聚焦深度的绝对值范围相关联。

·将所采集的图像链接到特定的绝对聚焦深度值。