BRPI0712774A2 - dispositivos de formação de imagem em um interior de um meio turvo e de calibração - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIVOS DE FORMAçãO DE IMAGEM EM UM INTERIOR DE UM MEIO TURVO E DE CALIBRAçãO. A invenção relaciona-se a um dispositivo para formação de imagem em um interior de um meio turvo e um dispositivo de aquisição de imagem médica compreendendo: a) um volume de medição (15) para acomodar o meio turvo (45); b) uma fonte de luz (5) para irradiar o meio turvo (45); c) uma unidade de fotodetector (10) para detectar luz emanada do volume de medição (15). O dispositivo para formação de imagem em um interior de um meio turvo e o dispositivo de aquisição de imagem médica são adaptados de tal modo que os dispositivos compreendem adicionalmente um dispositivo de calibração (55, 60) arranjado para ser opticamente acoplado ao volume de medição (15) e compreendendo uma fonte de luz de calibração (65) arranjada para gerar simultaneamente luz de excitação e luz adicional correspondente à luz de fluorescéncia. A invenção também se relaciona a um dispositivo de calibração (60) arranjado para ser inserido em um receptáculo (20) que compreende um volume de medição (15) para receber um meio turvo (45) em um dispositivo para formação de imagem de um interior de um meio turvo (45), possuindo uma parte de contato (70) compreendendo uma superficie de contato (75) que se ajusta a pelo menos uma parte da superficie do receptáculo (20) faceando o volume de medição (15), e tendo uma fonte de luz de calibração (65) arranjada para gerar simultaneamente Luz que causa emissão fluorescente em um agente fluorescente presente no meio turvo e luz adicional correspondente à luz de fluorescéncia. A parte de contato (70) pode ser removível.
Description
"DISPOSITIVOS DE FORMAÇÃO DE IMAGEM EM UM INTERIOR DE UM MEIO TURVO E DE CALIBRAÇÃO"
A invenção relaciona-se a um dispositivo para formação de imagem em um interior de um meio turvo, compreendendo: a) um volume de medição para acomodar o meio turvo;
b) uma fonte de luz para irradiar o meio turvo;
c) uma unidade de fotodetector para detectar luz emanada do volume de medição.
A invenção também se relaciona a um dispositivo de aquisição de imagem médica, compreendendo:
a) um volume de medição para acomodar o meio turvo;
b) uma fonte de luz para irradiar o meio turvo;
c) uma unidade de fotodetector para detectar luz emanada do volume de medição.
A invenção também se relaciona a um dispositivo de
calibração compreendendo uma fonte de luz de calibração e arranjado para ser inserido em um receptáculo compreendendo um volume de medição para receber um meio turvo em um dispositivo para formação de imagem de um interior do meio turvo e compreendendo uma parte de contato compreendendo uma superfície de contato que se ajusta a pelo menos uma parte da superfície do receptáculo faceando o volume de medição.
Uma realização de um dispositivo desta espécie é descrita no pedido de patente Europeu 0511164.9 (PH004270 referência de procurador). O dispositivo descrito pode ser usado para formação de imagem de um interior de um meio opticamente turvo, tais como tecidos biológicos. Em diagnóstico médico, o dispositivo pode ser usado para formação de imagem de tumores no tecido do seio ou para formação de imagem de artrite reumatóide em juntas. Um meio turvo, tal como um seio, é acomodado dento de um volume de medição e irradiado com luz de excitação a partir de uma fonte de luz. Tipicamente, em diagnóstico médico, luz tendo um comprimento de onda dentro de uma faixa de 400 nm a 1400 nm é usada. A luz de excitação é escolhida de tal modo que causa emissão fluorescente em um agente fluorescente no meio turvo. Luz de excitação e luz de fluorescência emanadas do volume de medição como resultado da irradiação do meio turvo são detectadas e usadas para derivar uma imagem de um interior de um meio turvo. O volume de medição pode ser contornado por um fixador tendo apenas um lado aberto, com o lado aberto contornado por uma porção de extremidade. Esta porção de extremidade pode ser provida de um anel de selagem elasticamente deformável. Tal fixador é conhecido da Patente U.S. No. 6.480.281 BI.
A invenção provê um dispositivo melhorado da espécie relatada. Este melhoramento é realizado por uma medida caracterizada pelo dispositivo compreender adicionalmente um dispositivo de calibração arranjado para ser acoplado opticamente ao volume de medição e compreendendo uma fonte de luz de calibração arranjada para gerar simultaneamente a luz de excitação e adicionalmente luz correspondente à luz de fluorescência. Então, um meio fácil para efetuar uma medição de calibração para determinar a sensibilidade relativa de um detector para luz de excitação e luz de fluorescência, é provido. A invenção é baseada no reconhecimento de que uma medição envolvendo luz fluorescente requer uma calibração de tomografia de fluorescência óptica, porque a sensibilidade relativa de um detector para luz de excitação e luz de fluorescência é requerida como um fator de calibração. Sem calibração, a reconstrução de imagem adequada é difícil. Depois de tudo, diferentes detectores podem ter sensibilidades diferentes para o mesmo sinal. Efetuar corretamente a reconstrução de imagem pode se beneficiar do conhecimento destas diferentes sensibilidades.
Claramente, o dispositivo descrito é adequado para irradiar o meio turvo com luz apresentando propriedades ópticas escolhidas de tal modo que a luz pode se propagar através do meio turvo. A luz detectada durante tal medição de transmissão é então usada para reconstruir uma imagem de um interior do meio turvo. Se duas medições são efetuadas, uma com um meio turvo e um meio coincidente presente no volume de medição, e uma sem um meio turvo presente no volume de medição, porém com um meio coincidente, nenhuma calibração explícita do dispositivo é requerida, se a intensidade de luz detectada numa medição é dividida através da intensidade de luz detectada na outra medição. Isto pode ser esclarecido conforme segue. Para uma medição de transmissão, o dispositivo pode compreender um laser como uma fonte de luz para irradiar o meio turvo a partir de diversas posições de fonte, uma chave óptica para acoplar opticamente a fonte de luz a uma abertura selecionada, selecionada a partir das diversas aberturas, fibras ópticas para acoplar opticamente a chave óptica ao volume de medição, uma unidade de foto detector para detectar luz emanada do volume de medição a partir de diversas posições de detecção, fibras ópticas adicionais para acoplar opticamente o volume de medição à unidade de foto detector, e filtros ópticos para a unidade de fotodetector. A intensidade da luz detectada em uma medição com um meio turvo e um meio de coincidência presente pode então ser modelada como:
Ix(s,d) = Lw(s)Ts(s)cs(s)Ox(s,d)cd(d)Td(d)Fx(d)a(d). Nesta equação, s representa uma fonte na posição de fonte s, d representa um detector na posição de detecção d e Ix(s,d) a intensidade de luz detectada na posição de detecção d com a posição de fonte s ativa, L a intensidade do laser,
w(s) a transmissão da chave óptica para configurar s, Ts(s) a transmissão da fibra fonte para a posição fonte s, cs(s) a transmissão da interface fibra/meio turvo para a posição fontes s, Ox(s,d) a transmissão do meio turvo juntamente com o meio
coincidente,
cd(d) a transmissão da interface fibra/meio turvo para a
posição de detector d, Td(d) a transmissão da fibra de detecção para a posição de
detecção d,
Fx(d) a transmissão do filtro para o detector na posição de
detecção d,
a(d) a sensibilidade de detecção do detector na posição
de detecção d.
O sobrescrito χ indica uma medição envolvendo luz apresentando propriedades ópticas escolhidas de tal modo que a luz pode se propagar através do meio turvo.
A intensidade da luz detectada em uma medição somente com um meio coincidente presente pode então ser modelada como:
Ix0(s,d) = Lw(d)Ts(s)cs(s)Ox0(s,d)cd(d)Td(d)Fx(d)a(d).
Aqui, o sobrescrito indica uma medição somente com um meio coincidente presente no volume de medição.
Se a intensidade do laser é suposta constante, somente a relação da transmissão do meio turvo mais o meio coincidente e a transmissão do meio coincidente permanece, se a intensidade da luz detectada em uma medição é dividida através da intensidade de luz detectada na outra medição. Portanto, nenhuma calibração explícita do dispositivo é requerida nesta situação.
Entretanto, se um agente fluorescente está presente no meio
turvo, somente os quatro primeiros fatores do lado direito do sinal de igualdade se cancelam, se a relação é calculada de uma medição envolvendo ambas luz de excitação e luz de fluorescência e de uma medição envolvendo somente luz de excitação. Esta relação então se torna. If(Sjd) 0f(s,d)cdf(d)^f(d)F,(d)a,(d) Φ((Μ)
Γ(Μ) ❖x(s,d)cd(d)Td(d)F*(d)oXd) <l>Xs,d)
Aqui, o sobrescrito χ indica uma medição na qual ambas luz de excitação e luz de fluorescência são detectadas. O sobrescrito f indica uma medição na qual somente luz de fluorescência é detectada através do uso de um filtro através do qual a luz de fluorescência pode passar. Claramente, nesta situação, não só a relação da transmissão do meio turvo mais o meio coincidente e a transmissão do meio coincidente somente permanece, mas também um fator de calibração adicional ^d que necessita ser determinado. O fator de calibração adicional compreende vários fatores relacionados a vários elementos do dispositivo.
O fator de calibração pode ser determinado usando um dispositivo de calibração especial arranjado para gerar simultaneamente a luz de excitação e luz adicional correspondente à luz de fluorescência. Seja o espectro da luz gerado pelo dispositivo de calibração:
S(X) = pSx(X) + qSf(X),
onde Sx é o espectro da fonte de luz de excitação e Sf é o espectro fluorescente. Uma medição com um filtro de fluorescência com (If) e sem (Ix) daria os seguintes valores:
I* = Fx(S)Ox(S) = P^cdx(Sli)Tlx(Ss)F5t(Sx)Ox(Sx) - Ifcdx(Si)Tdx(S1)FXSV(Si) If= Ff(S)Of(S) = P+Cclf(Sx)Tjl(Sx)F1(Sv)G1(Sx) + q*cdf(Sf)Tdf(Sf)Fr(Sr)or(Sr)
Se as contribuições relativas da luz de excitação e da luz de fluorescência em S são de tal modo que p»q e a rejeição do filtro para a luz de excitação é alta o bastante
(p*Ff(Sv)« q* F1(Sr))
isto se torna:
I, = ρ Vx(Sv)Tdv(Sx)FXSxHTx(Sx) If - q*çdf(Sf)Tllf( SfJFf(Sf)Of(Si) Se a rejeição do filtro de fluorescência é conhecida, a calibração pode ser também feita para fontes de luz que não satisfazem a estas inequações. O fator de calibração ξά pode ser calculado a partir da relação de ambas medições e da composição espectral da fonte:
<formula>formula see original document page 7</formula> ρ e q não precisam ser conhecidos explicitamente. Se a relação
If/Ix = r
então o valor médio rm de r pode ser escrito como:
<formula>formula see original document page 7</formula>
onde nd é o número de detectores e o índice i indica um detector particular (i=l,...,nd).
O lado direito da última equação pode também ser escrito
como:
q/p*rmξm
onde ξπ, indica o valor médio de todos ξι (i=l,...,nd). Este valor médio é conhecido a partir do projeto do sistema pois pode depender, por exemplo, da escolha de fotodiodos, da escolha de filtros ópticos, etc.
Combinando as duas últimas equações resulta em:
q/p=rmξm Daí, a seguinte equação resulta para ξ;:
ξί = rmξm*ri.
A partir desta equação, está claro que os fatores de calibração
requeridos ξί podem ser obtidos efetuando medições com e sem um filtro de fluorescência acoplado ao i-ésimo detector e combinando os dados medidos com conhecimento anterior sobre o sistema. Isto é ainda verdadeiro mesmo se o nível relativo de um laser e luz de fluorescência da fonte de luz de calibração muda com o tempo. Se a rejeição do filtro para luz laser não é alta o bastante, a última equação se torna:
<formula>formula see original document page 8</formula> onde c é igual a cdf(Sf)Tdf(Sf)Ff(Sf)/cdx(Sx)Tdx(Sx)Fx(Sx) Uma realização do dispositivo de acordo com a invenção é caracterizada pelo dispositivo de calibração compreender um corante fluorescente. Concebivelmente, o dispositivo de calibração poderia ser arranjado para compreender uma fonte de luz de calibração arranjada para gerar luz tendo características correspondentes, porém não necessariamente iguais a aquelas da luz fluorescente emitida pelo agente fluorescente presente no meio turvo. Entretanto, se o corante fluorescente compreendido no dispositivo de calibração é o mesmo corante do fluoróforo no agente fluorescente presente no meio turvo, esta realização tem a vantagem de que a luz fluorescente gerada no dispositivo de calibração é, quase por definição, exatamente a mesma da luz fluorescente gerada dentro do meio turvo. Idealmente, o corante fluorescente compreendido no dispositivo de calibração e o agente fluorescente presente no meio turvo são uma e a mesma substância. Entretanto, pode haver considerações, por exemplo, considerações de custo resultando somente na parte de fluoróforo do agente fluorescente ser usada no dispositivo de calibração.
Uma realização adicional do dispositivo de acordo com a invenção é caracterizada pelo corante fluorescente estar compreendido dentro de um volume de corante apresentando contornos faceando o volume de corante que possuem características ópticas escolhidas de tal modo que os contornos refletem a luz de excitação. Como os contornos possuem características ópticas escolhidas de tal modo que refletem a luz de excitação, esta realização tem a vantagem de que o trajeto percorrido pela luz de excitação dentro do volume compreendendo o corante fluorescente é estendido. Como resultado, mais luz fluorescente é gerada dentro do volume 8
de corante pois, devido ao trajeto estendido, a luz de excitação encontra mais do corante fluorescente do que se o trajeto fosse mais curto.
Uma realização adicional do dispositivo de acordo com a invenção é caracterizada pelo dispositivo de calibração compreender adicionalmente meio de ajuste arranjado para ajustar as intensidades relativas da luz de excitação e da luz de fluorescência gerada pelo dispositivo de calibração. Conforme explicado previamente, o processo de calibração pode ser simplificado se a contribuição relativa da luz de excitação para a luz gerada pelo dispositivo de calibração for maior do que a da luz fluorescente. Portanto, o processo de calibração pode se beneficiar de meio de ajuste permitindo que as intensidades relativas da luz de excitação e luz de fluorescência geradas pelo dispositivo de calibração sejam ajustadas. Dependendo de qual contribuição é mais forte e de como se deseja ajustar as intensidades relativas da luz de excitação e da luz de fluorescência, existem várias opções. Se, por exemplo, a intensidade da luz de excitação é muito mais alta do que a intensidade da luz de fluorescência, e deseja-se ter intensidade da mesma ordem de magnitude, um filtro para filtrar pelo menos parte da luz de excitação pode ser usado. Alternativamente, uma substância pode ser adicionada ao corante fluorescente, possuindo características ópticas escolhidas de tal modo que a substância absorve a luz de excitação mais fortemente do que a luz de fluorescência.
Uma realização adicional do dispositivo de acordo com a invenção é caracterizada pelo dispositivo de calibração ser arranjado para ser inserido no dispositivo. Se, por exemplo, o dispositivo de calibração compreende um corante fluorescente, esta realização tem a vantagem de que um dispositivo de calibração compreendendo um corante fluorescente pode ser facilmente trocado por um dispositivo de calibração compreendendo um outro corante fluorescente e que permite fácil limpeza do volume compreendendo corante fluorescente compreendido no dispositivo de calibração.
Uma realização adicional do dispositivo de acordo com a invenção é caracterizada pelo dispositivo compreender adicionalmente um receptáculo compreendendo volume de medição para acomodar o meio turvo, citado receptáculo compreendendo canais ópticos para acoplar opticamente a fonte de luz ao volume de medição e o volume de medição à unidade de fotodetector, o dispositivo de calibração sendo arranjado para ser inserido no receptáculo e o dispositivo de calibração compreendendo uma superfície de contato que se ajusta em pelo menos uma parte da superfície do receptáculo faceando o volume de medição. Se o dispositivo de calibração se ajusta a pelo menos parte da superfície do receptáculo faceando o volume de medição, o dispositivo de calibração pode ser arranjado de tal modo que a luz gerada pelo dispositivo de calibração alcance todas as posições de detecção com a mesma composição. Devido ao ajuste próximo, o dispositivo de calibração pode ser facilmente inserido no receptáculo.
Uma realização adicional do dispositivo de acordo com a invenção é caracterizada pela parte de contato ser removível. Esta realização tem a vantagem de que permite o uso de diferentes partes de contato que possuem diferentes dimensões. Uma realização adicional do dispositivo de acordo com a
invenção é caracterizada pela parte de contato compreender uma superfície contornando um volume de parte de contato e faceando a fonte de luz de calibração, citada superfície possuindo características ópticas escolhidas de tal modo que a superfície reflete a luz de excitação e a luz de fluorescência, a superfície compreendendo canais ópticos adicionais para acoplar opticamente o dispositivo de calibração aos canais ópticos selecionados. Esta realização tem a vantagem de que permite que a luz gerada pelo dispositivo de calibração alcance todas as posições de detecção com a mesma intensidade e a mesma composição. Este resultado é alcançado pela superfície contornando um volume, faceando a fonte de calibração e refletindo a luz gerada pelo dispositivo de calibração conduz a reflexões múltiplas da luz gerada pelo dispositivo de calibração dentro do volume de contorno. A luz acoplada a canais ópticos selecionados via canais ópticos adicionais tem portanto, a mesma composição para todos os canais ópticos.
Uma realização adicional do dispositivo de acordo com a invenção é caracterizada pela parte de contato ter características ópticas escolhidas de tal modo que a parte de contato difunde a luz de excitação e a luz de fluorescência. Esta realização tem a vantagem de permitir que a luz gerada pelo dispositivo de calibração alcance todas as posições de detecção com a mesma composição. A luz gerada pela fonte de luz de calibração e passando através da parte de contato é difundida de tal modo a alcançar todas as posições de detecção com a mesma composição.
De acordo com a invenção, o dispositivo de aquisição de imagem médica compreende:
a) um volume de medição para acomodar o meio turvo;
b) uma fonte de luz para irradiar o meio turvo;
c) uma unidade de fotodetector para detectar luz emanada do volume de medição,
caracterizado pela
fonte de luz ser arranjada para emitir luz de excitação escolhida de tal modo que a luz de excitação faz com que um agente fluorescente presente no meio turvo emita luz de fluorescência e que o dispositivo compreenda adicionalmente um dispositivo de calibração arranjado para ser opticamente acoplado ao volume de medição e compreendendo uma fonte de luz de calibração arranjada para gerar simultaneamente luz de excitação e luz adicional correspondente à luz de fluorescência.
De acordo com a invenção, o dispositivo de calibração é arranjado para ser inserido em um receptáculo que compreende um volume de medição para receber um meio turvo em um dispositivo para formação de imagem de um interior de um meio turvo, possuindo uma parte de contato compreendendo uma superfície de contato que se ajusta a pelo menos uma parte da superfície do receptáculo faceando o volume de medição, e possui uma fonte de luz de calibração arranjada para gerar simultaneamente luz que causa emissão fluorescente em um agente fluorescente presente no meio turvo e luz adicional correspondente à luz de fluorescência.
Estes e outros aspectos da invenção serão adicionalmente elucidados e descritos com referência aos desenhos, nos quais:
Figura 1 mostra realização do dispositivo para formação de imagem de um interior de um meio turvo conforme conhecido da técnica anterior,
Figura 2 mostra esquematicamente um dispositivo de calibração arranjado para ser permanentemente integrado em um dispositivo para formação de imagem de um interior de um meio turvo,
Figura 3 mostra esquematicamente um dispositivo de calibração arranjado para ser inserido em um dispositivo para formação de imagem de um interior do meio turvo,
Figura 4 mostra esquematicamente uma parte de contato compreendendo uma superfície que reflete a luz de excitação e a luz de fluorescência e compreendendo canais ópticos adicionais,
Figura 5 mostra esquematicamente uma parte de contato compreendendo uma superfície que difunde fracamente a luz de excitação e a luz de fluorescência,
Figura 6a mostra esquematicamente uma realização de uma fonte de luz de calibração,
Figura 6b mostra esquematicamente uma realização adicional de uma fonte de luz de calibração. 12
Figura 1 mostra esquematicamente um dispositivo 1 para formação de imagem em um interior de um meio turvo conforme conhecido da técnica anterior. O dispositivo 1 compreende uma fonte de luz 5, uma unidade de fotodetector 10, um volume de medição 15 contornando um receptáculo 20, citado receptáculo compreendendo diversos canais ópticos 25a e 25b e guias de luz 30a e 30b acoplados aos citados canais ópticos. O dispositivo inclui adicionalmente uma unidade de seleção 35 para acoplar o guia de luz de entrada 40 a um número de canais ópticos selecionados a partir dos diversos canais ópticos 25a no receptáculo 20. Para maior clareza, os canais ópticos 25a e 25b foram posicionados em lados opostos do receptáculo 20. Na realidade, entretanto, ambos os tipos de canal óptico podem ser distribuídos em torno do volume de medição 15. Um meio turvo 45 é colocado dentro do volume de medição 15. O meio turvo 45 é então irradiado com luz da fonte de luz 5 a partir de diversas posições, acoplando a fonte de luz 5 usando a unidade de seleção 35 para canais ópticos 25a sucessivamente selecionados. A luz é escolhida de tal modo que é capaz de se propagar através do meio turvo 45. Luz emanada do volume de medição 15 como resultado da irradiação do meio turvo 45 é detectada a partir de diversas posições usando os canais ópticos 25b e usando a unidade de fotodetector 10. a luz detectada é então usada para derivar uma imagem de um interior do meio turvo 45. derivar uma imagem de um interior do meio turvo 45 com base na luz detectada é possível, pois pelo menos parte desta luz viajou através do meio turvo 45 e, como uma conseqüência, contém informação relativa a um interior do meio turvo 45. A luz foi intencionalmente escolhida de tal modo que é capaz de se propagar através do meio turvo 45. No volume de medição 15o meio turvo 45 pode ser rodeado pelo menos parcialmente por um meio adicional 50 que pode ser usado para se contrapor a efeitos de contorno provenientes do acoplamento óptico do meio turvo 45 com o que o rodeia. Durante medições pretendidas na formação de imagem em um interior 13
do meio turvo 45, luz capaz de se propagar através do meio turvo 45 precisa ser acoplada no meio turvo 45 de um modo reprodutível, sem a ocorrência de efeitos de contorno como, por exemplo, reflexões. As características ópticas do meio adicional 50 rodeando pelo menos parcialmente o meio turvo 45 dentro do volume de medição 15, precisam ser de tal modo que, características como, por exemplo, o coeficiente de absorção, coincidam com aquelas do meio turvo 45 do qual se está obtendo imagem, para os comprimentos de onda de luz usados para formação de imagem em um interior do meio turvo 45. Pela coincidência das características ópticas, efeitos de contorno são significativamente reduzidos.
Na Figura 1, o volume de medição 15 é limitado por um receptáculo 20. Entretanto, este não necessita ser necessariamente o caso. Uma outra realização de um dispositivo para formação de imagem em um interior de um meio turvo é o de um dispositivo portátil que pode, por exemplo, ser pressionado contra uma lateral de um meio turvo. Naquele caso, o volume de medição é o volume ocupado pela parte do meio turvo a partir da qual é detectado como um resultado de irradiar o meio turvo.
Figura 2 mostra esquematicamente um dispositivo de calibração 55 arranjado para ser permanentemente integrado em um dispositivo 1 para formação de imagem em um interior de um meio turvo. Basicamente, a Figura 2 é a mesma da Figura 1. Entretanto, a fonte de luz 5 é arranjada para emitir luz de excitação escolhida de tal modo que a luz de excitação faz com que um agente fluorescente presente no meio turvo 45 emita luz de fluorescência e aquele dispositivo compreenda adicionalmente um dispositivo de calibração 55. O dispositivo de calibração 55 foi integrado ao dispositivo 1 analogamente à fonte de luz 5 para irradiar o meio turvo 45 conhecido da técnica anterior. Através da unidade de seleção 35, o dispositivo de calibração 55 pode ser acoplado opticamente ao volume de medição 15. Esta realização tem a vantagem de que permite que o processo de calibração seja executado de modo inteiramente automático. Durante o processo de calibração, o meio turvo 45 não está presente no volume de medição 15. Durante o processo de calibração de um dispositivo 1 conforme mostrado na Figura 2, a luz gerada pelo dispositivo de calibração 55 é acoplada à unidade de seleção 35 através do guia de luz de entrada 40, após o qual a luz é acoplada a um canal óptico 25a selecionado, escolhido dentre os diversos canais ópticos 25a. A luz gerada pelo dispositivo de calibração 55 precisa alcançar todos os canais ópticos 25b acoplados à unidade de fotodetector 10 com a mesma composição. Isto pode ser obtido acomodando um meio de calibração no receptáculo 20 ao invés de um meio de coincidência 50, com o meio de calibração apresentando propriedades ópticas escolhidas de tal modo que o meio de calibração difunde a luz gerada pelo dispositivo de calibração 55 e que o meio de calibração não absorve a Iuzo gerada pelo dispositivo de calibração 55. Qual meio de calibração é adequado depende das características ópticas da luz gerada pelo dispositivo de calibração 55. Se, por exemplo, o dispositivo de calibração 55 compreende indocianina verde (ICG) como um agente fluorescente, e a luz de excitação como um comprimento de onda de 600-1000 nanômetros, uma mistura de água e dióxido de titânio é um meio de calibração adequado. O dispositivo de calibração 55 não precisa ser integrado ao dispositivo 1, analogamente à fonte de luz 5 para irradiar o meio turvo 45. Alternativamente, o dispositivo de calibração 55 pode ser inserido no receptáculo 20. Em geral, permanecerá um espaço entre a superfície do receptáculo 20 faceando o volume de medição 15 e um dispositivo de calibração 55 inserido. Naquele caso, um meio de calibração pode novamente ser usado para assegurar que a luz gerada pelo dispositivo de calibração 55 alcance todos os canais ópticos 25b com a mesma composição.
Figura 3 mostra esquematicamente um dispositivo de calibração 60 arranjado para ser inserido em um dispositivo 1 para formação de imagem em um interior de um meio turvo. O dispositivo 1 compreende um 15
receptáculo 20 compreendendo um volume de medição 15 para acomodar o meio turvo 45. Como durante uma medição de calibração nenhum meio turvo 45 está presente no volume de medição 15, nenhum meio turvo 45 é mostrado na Figura 3. O receptáculo 20 compreende adicionalmente canais ópticos 25a e 25b para acoplar opticamente o volume de medição 15 a seus contornos. O dispositivo de calibração 60 compreende uma fonte de luz de calibração 65 e uma parte de contato 70. A parte de contato 70 compreende uma superfície de contato 75 que se ajusta muito próxima de pelo menos uma parte da superfície do receptáculo 20 faceando o volume de medição 15. A parte de contato 70 pode ser construída para ser intercambiável. Isto tem a vantagem de que diferentes partes de contato podem ser usadas para se ajustar a diferentes receptáculos compreendendo volumes de medição com diferentes dimensões.
Figura 4 mostra esquematicamente uma parte de contato 70 compreendendo uma superfície 80 que reflete a luz de excitação e a luz de fluorescência e compreendendo canais ópticos 85 adicionais. A parte esquerda da Figura 4 mostra esquematicamente o exterior da parte de contato 70, ao passo que a parte direita da Figura 4 mostra esquematicamente metade de uma seção transversal da parte de contato 70. A parte de contato 70 é arranjada para ser compreendida no dispositivo de calibração 60 de tal modo que a parte de contato 70 compreende uma superfície 80 limitando um volume de parte de contato 90 e faceando a fonte de luz de calibração 65. Esta superfície 80 tem características ópticas escolhidas de tal modo que a superfície 80 reflete a luz de excitação e a luz de fluorescência. Estas características habilitam reflexões múltiplas dentro do volume de parte de contato 90 limitado pela superfície 80. As reflexões múltiplas são ilustradas pelo raio de luz 95. A parte de contato 70 compreende adicionalmente canais ópticos adicionais 85 para acoplar opticamente o dispositivo de calibração 60 a canais ópticos 25b selecionados no receptáculo 20 compreendido no dispositivo 1. Devido às características ópticas de reflexão da superfície 80 limitando um volume de parte de contato 90 e faceando a fonte de luz de calibração 65, a luz gerada pelo dispositivo de calibração 60 e alcançando os canais ópticos adicionais 85 tem a mesma intensidade e composição para todos os canais ópticos adicionais 85. A superfície 80 limitando um volume de parte de contato 90 e faceando a fonte de luz de calibração 65 pode ser feita para apresentar propriedades ópticas adequadas, por exemplo, por revestimento com ouro.
Figura 5 mostra esquematicamente um parte de contato 70 compreendendo um volume de difusão 77 que difunde fracamente a luz de excitação e a luz de fluorescência. A parte de contato 70 compreende um volume de difusão 77 que tem características ópticas escolhidas de tal modo que o volume de difusão 77 difunde fracamente a luz de excitação e a luz de fluorescência conforme mostrado esquematicamente em 100. O volume de difusão 77 pode ser feito para apresentar propriedades ópticas adequadas para, por exemplo, obtê-lo a partir de uma mistura de epóxi e dióxido de titânio. Se uma mistura de epóxi e dióxido de titânio é escolhida, esta pode ser lançada em forma líquida em torno da extremidade de uma fibra óptica 100. Uma vez endurecida, a luz emanada da extremidade da fibra óptica 100 é fracamente difundida no volume de difusão 77.
Figura 6a mostra esquematicamente uma realização de uma fonte de luz de calibração 65. A fonte de luz de calibração 65 compreende uma fonte de luz 105 para irradiar os conteúdos de uma cubeta 110 compreendendo um agente fluorescente, um interruptor de feixe 115, óptica de coleta 120 para coletar luz emanada da cubeta 110, um filtro de absorção opcional 125 para absorver luz emitida pela fonte de luz 105, e uma fibra óptica 130 para acoplar luz além da fonte de luz de calibração 65. A fonte de luz 105 que pode, por exemplo, ser um feixe de laser emite um feixe de luz 135. O feixe de luz 135 então atinge a cubeta 110 que compreende um agente fluorescente. A luz emitida pela fonte de luz 105 é escolhida de tal modo que a luz faz com que o agente fluorescente presente na cubeta 110 emita luz de 17
fluorescência. A luz emanada da cubeta 110 em uma direção paralela à do feixe de luz 135, isto é, feixe de luz 140, é interrompida pelo interruptor de feixe 115. Em uma direção perpendicular à direção do feixe de luz 135, um feixe de luz 145 compreendendo uma combinação de luz difundida emitida pela fonte de luz 105 e luz de fluorescência emana da cubeta 110. O feixe de luz 145 então passa através da óptica de coleta 120 e, opcionalmente através do filtro de absorção 125 para absorver luz emitida pela fonte de luz 105. Depois disso, luz do feixe de luz 145 entra na fibra óptica 130. A fibra óptica 130 é usada para acoplar o feixe de luz 150 além da fonte de luz de calibração 65. A cubeta 110 compreende um contorno 165 faceando o volume de corante que opcionalmente possui propriedades ópticas escolhidas de tal modo que pelo menos parte do contorno 165 reflete a luz emitida pela fonte de luz 105. Se esta opção é escolhida, luz a partir da fonte de luz 105 pode entrar na cubeta 110 através da abertura óptica 160 na parede da cubeta 110 e sair da cubeta 110 através de uma abertura óptica adicional 162 na parede da cubeta 110. O contorno 165 pode ser feito para refletir a luz emitida pela fonte de luz 105, por exemplo, revestindo o contorno 165 com uma camada de ouro.
Figura 6b mostra esquematicamente uma realização adicional de uma fonte de luz de calibração 65. A fonte de luz de calibração 65 compreende uma fonte de luz 105 para irradiar os conteúdos de uma cubeta 110 compreendendo um agente fluorescente, óptica de focalização 155 para focalizar a luz emitida pela fonte de luz 105 em uma abertura óptica 160 na parede da cubeta 110, um filtro de absorção opcional 125 para absorver luz emitida pela fonte de luz 105 e uma fibra óptica 130 para acoplar luz além da fonte de luz de calibração 65. A fonte de luz 105 que pode, por exemplo, ser um feixe de laser, emite um feixe de luz 135. O feixe de luz 135 é então focalizado pela óptica de focalização 155 em uma abertura óptica 160 na parede da cubeta 110. Através da abertura óptica 160 o feixe de luz 135 irradia os conteúdos da cubeta 110. A luz emitida pela fonte de luz 105 é escolhida de tal modo que a luz faz com que o agente fluorescente presente na cubeta 110 emita luz de fluorescência. A cubeta 110 compreende um contorno 165 faceando o volume compreendendo o agente fluorescente que possui propriedades ópticas escolhidas de tal modo que o contorno 165 reflete a luz emitida pela fonte de luz 105. Deste modo, o trajeto percorrido pela luz emitida pela fonte de luz 105 dentro da cubeta 110 é estendido. Isto resulta em ser produzida mais luz de fluorescência. O contorno 165 pode ser feito para refletir a luz emitida pela fonte de luz 105, por exemplo, revestindo o contorno 165 com uma camada de ouro. Em uma direção perpendicular à direção do feixe de luz 135, uma fibra óptica 130 acoplada à cubeta 110 é usada para acoplar um feixe de luz 150 além da cubeta 110. O feixe de luz 150 compreende uma combinação de luz difundida emitida pela fonte de luz 105 e luz de fluorescência gerada na cubeta 110. O feixe de luz 150 então passa opcionalmente através de um filtro de absorção 125 para absorver luz emitida pela fonte de luz 105.
Deveria ser notado que as realizações acima mencionadas ilustram ao invés de limitar a invenção e aqueles especialistas na técnica serão capazes de projetar muitas realizações alternativas, sem se afastar do escopo das reivindicações anexas. Nas reivindicações quaisquer sinais de referência colocados entre parênteses não serão considerados como limitando a reivindicação. A palavra "compreendendo" não exclui a presença de elementos ou etapas diferentes daqueles listados em uma reivindicação. A palavra "um" ou "uma" precedendo um elemento não exclui a presença de diversos de tais elementos. Nas reivindicações de sistema enumerando vários meios, vários destes meios podem ser realizados por um e pelo mesmo item de software legível por computador ou hardware. O mero fato de que certas medidas são citadas em reivindicações dependentes mutuamente diferentes, não indica que uma combinação destas medidas não possa ser usada com vantagem.
Claims (11)
1. Dispositivo de formação de imagem em um interior de um meio turvo compreendendo: a) um volume de medição (15) para acomodar o meio turvo (45); b) uma fonte de luz (5) para irradiar o meio turvo (45); c) uma unidade de fotodetector (10) para detectar luz emanada do volume de medição (15), caracterizado pelo fato da fonte de luz (5) ser arranjada para emitir luz de excitação escolhida de tal modo que a luz de excitação faz com que um agente fluorescente presente no meio turvo (45) emita luz de fluorescência e que o dispositivo (1) compreenda adicionalmente um dispositivo de calibração (60) arranjado para ser opticamente acoplado ao volume de medição (15) e compreendendo uma fonte de luz de calibração (65) arranjada para gerar simultaneamente luz de excitação e luz adicional correspondente à luz de fluorescência.
2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de calibração (55, 60) compreende um corante fluorescente.
3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o corante fluorescente está compreendido dentro de um volume apresentando contornos faceando o volume de corante que possui características ópticas escolhidas de tal modo que os contornos refletem a luz de excitação.
4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de calibração (60) compreende adicionalmente meio de ajuste arranjado para ajustar as intensidades relativas da luz de excitação e da luz adicional gerada pelo dispositivo de calibração 2 (60).
5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de calibração (60) é arranjado para ser inserido no dispositivo.
6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo adicionalmente compreende um receptáculo (20) compreendendo o volume de medição (15) para acomodar o meio turvo (45), dito receptáculo (20) compreendendo canais ópticos (25a, 25b) para acoplar opticamente a fonte de luz (5) ao volume de medição (15) e o volume de medição (15) à unidade de fotodetector (10), o dispositivo de calibração (60) sendo arranjado para ser inserido no receptáculo (20) e o dispositivo de calibração (60) compreendendo uma parte de contato (70) compreendendo uma superfície de contato (75) que se ajusta em pelo menos uma parte da superfície do receptáculo (20) faceando o volume de medição (15).
7.Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a parte de contato (70) é removível.
8.Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a parte de contato (70) compreende uma superfície (80) limitando um volume de parte de contato e faceando a fonte de luz de calibração (65), dita superfície (80) apresentando características ópticas escolhidas de tal modo que a superfície (80) reflete a luz de excitação e a luz de fluorescência, a superfície (80) compreendendo canais ópticos adicionais (85) para acoplar opticamente o dispositivo de calibração (60) a canais ópticos selecionados (25b).
9.Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a parte de contato (70) possui características ópticas escolhidas de tal modo que a parte de contato difunde a luz de excitação e a luz de fluorescência.
10. Dispositivo de aquisição de imagem médica, compreendendo: a) um volume de medição (15) para acomodar o meio turvo (45); b) uma fonte de luz (5) para irradiar o meio turvo (45); c) uma unidade de fotodetector (10) para detectar luz emanada do volume de medição (15), caracterizado pelo fato da fonte de luz (5) ser arranjada para emitir luz de excitação escolhida de tal modo que a luz de excitação faz com que um agente fluorescente presente no meio turvo (45) emita luz de fluorescência e que o dispositivo compreenda adicionalmente um dispositivo de calibração (60) arranjado para ser opticamente acoplado ao volume de medição (15) e compreendendo uma fonte de luz de calibração (65) arranjada para gerar simultaneamente luz de excitação e luz adicional correspondente à luz de fluorescência.
11. Dispositivo de calibração (60) caracterizado pelo fato de ser arranjado para ser inserido em um receptáculo (20) que compreende um volume de medição (15) para receber um meio turvo (45) em um dispositivo para formação de imagem de um interior de um meio turvo (45), possuindo uma parte de contato (70) compreendendo uma superfície de contato (75) que se ajusta a pelo menos uma parte da superfície do receptáculo (20) faceando o volume de medição (15), e tendo uma fonte de luz de calibração (65) arranjada para gerar simultaneamente luz que causa emissão fluorescente em um agente fluorescente presente no meio turvo e luz adicional correspondente à luz de fluorescência.
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Legal Events
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| B11A | Dismissal acc. art.33 of ipl - examination not requested within 36 months of filing | ||
| B11Y | Definitive dismissal - extension of time limit for request of examination expired [chapter 11.1.1 patent gazette] |