ES2248548T3 - Platina rotativa para formar imagenes de una muestra. - Google Patents
Platina rotativa para formar imagenes de una muestra.Info
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Abstract
Una platina rotativa (10) de utilidad en la formación de imágenes de una muestra (28) desde una pluralidad de direcciones, comprendiendo la platina rotativa un medio de soporte de la muestra que incluye un elemento rotativo (44) operativo para hacer girar una muestra de la que se ha de tomar una imagen alrededor de un eje de rotación vertical o sustancialmente vertical (94) y transversal a un eje óptico (29) a lo largo del cual se emite luz desde la muestra, y que además comprende una cámara estacionaria formadora de imágenes (26), en donde el medio de soporte de la muestra está dispuesto por encima de la cámara estacionaria formadora de imágenes (26) para recibir la muestra (28) sumergida en un fluido de formación de imágenes ópticas dentro de la cámara, caracterizada porque el elemento rotativo (44) tiene, en o en posición adyacente a su extremo inferior, un elemento magnético (46) para el acoplamiento de forma liberable de la muestra (28) mediante atracción magnética, y porque el medio de soporte de la muestra incluye un medio posicionador de la muestra para situar de forma exacta la muestra (28) con respecto al eje de rotación (94).
Description
Platina rotativa para formar imágenes de una
muestra.
Esta invención se refiere a una platina rotativa
para formar imágenes de una muestra y a un método de obtención de
una imagen de una muestra. La invención está relacionada en
particular, pero no de forma exclusiva, con la tomografía de
proyección óptica y con la microscopía tridimensional.
Por la Patente US No. 5.680.684, por ejemplo, se
conoce un aparato para la producción de imágenes ópticas
tridimensionales de muestras mediante tomografía de proyección
óptica. El aparato óptico descrito en dicha patente del estado de la
técnica toma una serie de imágenes digitales de una muestra desde
diferentes ángulos. Estas imágenes son alimentadas a un algoritmo el
cual utiliza una trasformada matemática para reconstruir una imagen
tridimensional. En US 5.680.484, la muestra se mantiene dentro de un
tubo transparente que está soportado en dos puntos de manera que
quede sustancialmente horizontal y el tubo se hace girar empleando
un motor de velocidad gradual y una correa de transmisión para poder
tomar imágenes de diferentes partes de la muestra. La refracción de
luz procedente del tubo afecta a la calidad de la señal y la
utilización del tubo impone una seria limitación respecto al tamaño
máximo de la muestra de la que se han de tomar imágenes. El aparato
descrito en esta patente del estado de la técnica presenta varias
limitaciones que afectan a los usos potenciales de dicha técnica de
formación de imágenes; en particular, resulta difícil introducir la
muestra en el tubo cilíndrico hueco y también es difícil ajustar la
posición de la
muestra.
muestra.
La Patente US 5.710.625 describe una platina
rotativa para mantener y situar una muestra durante el análisis
espectral y la presente invención está relacionada con una forma
mejorada de retener y situar con precisión una muestra en una
platina rotativa.
De acuerdo con un aspecto de la presente
invención, se proporciona una platina rotativa para utilizarse en la
formación de imágenes de una muestra desde una pluralidad de
direcciones, comprendiendo la platina rotativa un medio de soporte
de la muestra que incluye un elemento rotativo operativo para girar
una muestra de la que se ha de tomar imágenes alrededor de un eje de
rotación vertical o sustancialmente vertical y transversal a un eje
óptico a lo largo del cual se emite luz desde la muestra, en donde
el medio de soporte de la muestra está dispuesto por encima de una
cámara estacionaria formadora de imágenes para recibir la muestra
sumergida en fluido para la formación de imágenes ópticas dentro de
la cámara, caracterizada porque el elemento rotativo tiene, en su
extremo inferior o en posición adyacente a este último, un elemento
magnético para acoplarse de forma liberable con la muestra mediante
atracción magnética, y porque el medio de soporte de la muestra
incluye un medio posicionador de la muestra para situar con
precisión la muestra con respecto al eje de rotación.
La platina rotativa se puede emplear con un
microscopio separado y hardware y software asociados para permitir
la formación de imágenes tridimensionales de una muestra, tal como
un tejido biológico. Al disponer un medio de soporte de la muestra
separado del microscopio, el posicionamiento de la muestra se puede
ajustar con facilidad debido a la accesibilidad mejorada del
porta-muestras. En el caso de una muestra alargada,
el eje más largo de la muestra es sustancialmente paralelo a la
gravedad cuando se mantiene dentro del medio de soporte de la
muestra. Esto permite mantener la muestra en un solo punto,
facilitando de nuevo la colocación de la muestra dentro del medio de
soporte de la muestra, y evita la desviación de la muestra por
efectos gravitacionales, ya que dicha desviación puede causar una
distorsión indeseada de la configuración de la muestra y afectar a
la precisión y resolución de la imagen obtenida.
Al disponer una cámara estacionaria separada de
la parte rotacional de la platina, la configuración de la cámara no
queda limitada a una configuración rotacionalmente simétrica. Con
preferencia, la cámara tiene al menos una cara planar sobre la cual
incide la luz para tomar la imagen de la muestra. El uso de una cara
planar plana sin imperfecciones u ondulaciones asegura que pueda
reducirse la distorsión de la imagen debido a la refracción de la
luz. La cámara puede estar formada como un cuboide hueco
transparente y dispuesta de manera que dos lados opuestos del
cuboide sean sustancialmente perpendiculares al eje óptico a lo
largo del cual se emite la luz desde la muestra, de modo que se
presenta, al eje óptico, un área en sección transversal grande. La
selección de dicha cámara con una sección transversal cuadrada
asegura que la cantidad de luz refractada antes de pasar a través de
la muestra puede reducirse sustancialmente respecto a las cámaras
rotativas cilíndricas del estado de la técnica y, de este modo, se
mejora la calidad de la imagen. Una pared o cara de la cámara puede
estar conformada con el fin de refractar la luz del modo deseado,
por ejemplo para proporcionar un efecto de aumento.
El medio posicionador de la muestra puede incluir
una palanca montada pivotalmente en la platina y que empuja a una
muestra ya dispuesta para conseguir la colocación final de la
muestra. Alternativamente, el medio posicionador de la muestra puede
comprender dos motores eléctricos.
La platina rotativa pude comprender además un
prisma situado para recibir luz una vez que ésta ilumina la muestra,
actuando el prisma para desviar la luz en 90º para que la misma
pueda ser recibida por un microscopio con un eje óptico vertical.
Mediante el uso de un prisma, el recorrido óptico al microscopio no
necesita ser recto y, de este modo, no es necesario modificar los
microscopios existentes para utilizarse con una platina rotativa de
acuerdo con la presente invención.
El elemento rotativo del medio de soporte de la
muestra puede estar dispuesto sobre una plataforma regulable, cuya
posición respecto a la horizontal es variable. Esto permite ajustar
el eje de rotación con respecto a un eje óptico, de manera que, si
es necesario, se fija un ángulo de 90º entre el eje óptico y el eje
de rotación. Esto resulta particularmente útil para la formación de
imágenes tridimensionales.
La plataforma regulable se regula con preferencia
verticalmente para subir y bajar el elemento rotativo con respecto
al eje óptico, permitiendo ello que la muestra pueda bajarse para
entrar en o salir de un recorrido óptico de la luz.
Preferentemente, el elemento rotativo está
conformado para que la muestra pueda ser colgada, suspendida o que
penda hacia abajo desde el extremo inferior del elemento rotativo.
Cuando se prepara adecuadamente una muestra con un montaje metálico
magnetizable, el acoplamiento de la muestra con el medio de soporte
de la misma es entonces directo, confiando únicamente en la
atracción magnética y no en el uso de un accesorio de fijación
delicado. Esto constituye una ventaja dado que habitualmente las
muestras son muy pequeñas y delicadas, normalmente con un diámetro
de 1-20 mm y asegurarlas en un
porta-muestras empleando un tornillo puede
resultar
complicado.
complicado.
De acuerdo con otro aspecto de la presente
invención, se proporciona un método de obtención de una imagen de
una muestra, cuyo método comprende girar la muestra alrededor de un
eje de rotación vertical o sustancialmente vertical, transversal a
un eje óptico a lo largo del cual se emite luz procedente de la
muestra en donde la muestra en rotación se sumerge en un fluido
dentro de una cámara óptica estacionaria, caracterizado porque la
muestra se acopla de forma liberable al elemento rotativo por medio
de un elemento magnético en el extremo inferior del elemento
magnético, o bien en posición adyacente a dicho extremo inferior, y
porque la muestra se sitúa con precisión con respecto al eje de
rotación.
La invención será descrita ahora, a modo de
ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos en donde:
La figura 1 es una vista en perspectiva de un
aparato para la formación de imágenes ópticas que comprende una
platina rotativa de acuerdo con la presente invención junto con un
microscopio.
La figura 2 es una ilustración esquemática de
cómo es controlado dicho aparato formador de imágenes cuando se
adquieren imágenes digitales.
La figura 3 es una vista en perspectiva frontal
del aparto.
Las figuras 4(a) y 4(b) son
diagramas esquemáticos empleados para ilustrar la configuración de
trabajo más adecuada del aparato.
Las figuras 5(a), 5(b), 5(c)
y 5(d) ilustran la unión de una muestra al medio de soporte
de la misma y la alineación de una región de interés.
Las figuras 6(a), 6(b) y
6(c) son diagramas esquemáticos empleados para explicar la
resolución del aparato.
Las figuras 7(a), 7(b) y
7(c) muestran una sección transversal a través de un tubo
que contiene la muestra según el estado de la técnica, mostrando las
figuras 7(b) y 7(c) dos cámaras de muestras como las
empleadas en la presente invención.
Las figuras 8(a) y 8(b) muestran
una vista en planta parcial a la largo de la línea
VIII-VIII de la figura 1, ilustrando el uso de una
palanca montada pivotalmente para ajustar la posición de la
muestra.
La figura 9 es una vista en perspectiva de un
aparato modificado para formar imágenes ópticas de acuerdo con la
invención.
La figura 10 es un diagrama que ilustra el
aparato de la figura 9.
Las figuras 11a, 11b, 11c, 12a, 12b, 13a, 13b y
14 ilustran el posicionamiento y la visión de la imagen de la
muestra en el aparato de la figura 9.
Las figuras 15 y 16 ilustran un medio de
iluminación colimada que puede ser empleado en el aparato de la
figura 1 o de la figura 9.
La figura 17 indica una forma de seleccionar la
longitud de onda de una fuente de luz en la platina óptica de la
figura 1 o de la figura 9.
La figura 18 ilustra una modificación del aparato
mostrado en la figura 16.
La figura 1 muestra un aparato para la formación
de imágenes ópticas en forma de un escáner OPT que comprende una
platina rotativa 10 y un microscopio de gran distancia de trabajo o
de disección 12, separado de la platina rotativa 10. La platina
rotativa 10 tiene un soporte 14, una palanca montada pivotalmente
16, un iris y difusor óptico 20 y un prisma de cuarzo 22. El soporte
14, el iris y difusor 20 y el prisma 22 están fijados en una base 24
de la platina 10, al igual que lo está un porta 25 para recibir una
cámara transparente 26, o cubeta, que presenta en general una forma
de cuboide. La cubeta 26 contiene un fluido con propiedades ópticas
adecuadas para formar una imagen de una muestra 28 suspendida dentro
de la cubeta, siendo un fluido adecuado una mezcla de alcohol
bencílico y benzoato de bencilo. Este aparato se puede utilizar para
la formación de imágenes en campo brillante, campo oscuro y
fluorescencia, pero resulta particularmente adecuado cuando se crea
una imagen tridimensional (3D) de la muestra a partir de una serie
de imágenes tomadas en ángulos diferentes, y para muestras demasiado
grandes cuyas imágenes han de ser tomadas por microscopía
confocal.
La luz pasa a lo largo de eje óptico 29, pasando
a través del centro del iris y difusor 20 y a través de la muestra
28, y es desviada en ángulos rectos por el prisma 22 para entrar en
un objetivo 30 del microscopio 12. Dado que el microscopio tiene una
distancia de trabajo grande, queda disponible suficiente espacio
para que el prisma 22 se apoye por debajo del objetivo 30 del
microscopio. El uso de un prisma permite que un microscopio
verticalmente orientado tome una imagen de la muestra. Sin embargo,
el prisma 22 puede ser omitido cuando el objetivo del microscopio es
paralelo al eje óptico. El iris y difusor 20 controlan la cantidad
de luz que pasa desde una fuente de luz (no mostrada) para alcanzar
la muestra 28 y proporcionar un iluminación uniforme.
El soporte 14 contiene un saliente circular sobre
el cual está montado pivotalmente, alrededor de un eje 90 (figura
4), una placa basculante 33 sobre la cual puede deslizar, hacia
arriba y hacia abajo, y una placa 32. La placa 32 comprende una
plataforma ajustable 34 en voladizo horizontalmente desde la placa
32. El ángulo de la plataforma 34 puede ser alterado con respecto a
la horizontal empleando un regulador de la basculación 36 y la
posición vertical de la plataforma 34 puede ser variada por medio de
un regulador vertical 40. Un motor de velocidad variable 42 está
dispuesto en la plataforma 34, extendiéndose a través de la
plataforma 34 un árbol motriz rotativo 44 del motor. Un imán 46 (un
imán permanente o un electroimán) está acoplado en el extremo
inferior del árbol 44 y soporta la muestra 28 de la que se ha de
tomar una imagen. La forma en la cual la muestra se acopla con el
imán se describirá más adelante con referencia a la figura 5. El
motor de velocidad variable 42 hace girar el árbol 44 en una
cantidad escalonada de 0,9º, proporcionando hasta 400 posiciones de
toma de imágenes de la muestra. Se toma una serie de imágenes
digitales de la muestra alargada 28 por indización del árbol 44 a
sus sucesivas posiciones rotacionales y, de este modo, se sitúa la
muestra en las sucesivas posiciones rotacionales al tiempo que la
muestra queda suspendida dentro de la cubeta 26, permaneciendo la
cubeta en estado estacionario. Mediante la disposición del motor de
velocidad variable 42 con su eje de rotación en posición vertical,
la muestra de tipo varilla 28 sólo necesita ser asegurada en un
punto, habitualmente su extremo más superior, para que se produzca
la rotación controlada de la muestra. La muestra 28 se sumerge en el
líquido, soportada desde arriba por el imán 46, mediante el uso del
regulador vertical 44 para hacer bajar la plataforma. Esta
orientación vertical de la muestra y del eje de rotación evita el
uso de juntas tóricas u otros dispositivos mecánicos que serían
necesarios para conectar el motor de velocidad variable a la muestra
sumergida y, en segundo lugar, asegura que la muestra no se desvíe
de su eje de rotación por efecto de la gravedad dado que la muestra
alargada tiene su eje principal paralelo a la fuerza de la gravedad.
El evitar los efectos de distorsión en la muestra por el hecho de
estar la muestra verticalmente orientada, es particularmente
importante para obtener imágenes 3D precisas, particularmente en el
caso de las muestras más grandes. El uso de un cuboide hueco
generalmente vertical como la cámara formadora de imágenes 26
alrededor de la muestra 28 asegura que el área superficial del
líquido formador de imágenes quede limitada, reduciendo así la
evaporación del líquido. Además, se pueden tomar imágenes de
muestras mucho más grandes, normalmente de 1-20 mm
de diámetro, mediante el uso de dicha cámara fija sin pérdida de
calidad de la señal digital.
En la práctica, una cámara digital 52 (figura 2)
está acoplada al microscopio 12 y produce una imagen digital de la
muestra, tal como el microscopio toma la imagen, a partir de la luz
que se ha desplazado a lo largo del eje óptico y que se ha
transmitido a través de la cámara y de la muestra. Se toma una serie
de imágenes digitales de la muestra desde diferentes ángulos y esta
información digital es alimentada a un algoritmo que utiliza una
fórmula matemática para reconstruir la estructura de la muestra en
tres dimensiones. Habitualmente, las imágenes se obtienen empleando
los elementos de control indicados en la figura 2. Así, un ordenador
50 que contiene software de adquisición de imágenes digitales está
en comunicación bidireccional con la cámara digital 52 acoplada al
microscopio 12 que recibe imágenes de una muestra de interés. El
ordenador 50 controla ruedas de filtración 56 unidas al microscopio
12 para alterar la longitud de onda de la radiación detectada. El
software de adquisición del ordenador se muestra esquemáticamente
en la figura 2 como software 58 para controlar la captura de imagen
procedente de la cámara digital, un programa 54 para controlar el
software de formación de imágenes, la platina rotativa y el software
de las ruedas de filtración, el software 48 para controlar las
ruedas de filtración y el software 64 para convertir los archivos
de imágenes en una reconstrucción 3D. El ordenador está también en
comunicación bidireccional con circuitos de control electrónico 60
conectados a la platina rotativa 10 y controla los circuitos 60 para
ajustar la orientación de la muestra según se requiera durante la
captura de sucesivas imágenes. Una vez obtenidas las imágenes
digitales, las mismas son procesadas en 64 para producir una
reconstrucción 3D 66 de la muestra empleando procesado matemático,
de manera similar al análisis descrito en US 5.680.484.
Si es necesario, el ordenador puede controlar
todo el proceso de formación de imágenes, emprendiendo el procesado
de imágenes para determinar el tamaño de la muestra, su alineación,
si está o no en foco, etc, y ajustando la posición de la muestra
antes de efectuar la formación rotacional de imágenes. Esta
automatización completa del proceso de formación de imágenes resulta
particularmente deseable para proyectos de formación de mapas de
expresión genética a gran escala en donde muchos de tales
dispositivos podrían trabajar en paralelo.
La circuitería 60 sensible al ordenador para
controlar el motor de velocidad variable 42 es comercialmente
disponible en la mayoría de los sistemas de ordenador
convencionales. La circuitería 60 se conecta al ordenador 50 y es
sensible a señales procedentes del ordenador 50 para controlar una
variedad de dispositivos mecánicos (motores de velocidad variable,
solenoides, etc).
Para crear una representación 3D de la muestra,
el software ejecuta la siguientes funciones: (1) determina el eje de
rotación (a través de la simetría que existe entre cada par de
imágenes que fueron tomadas en 180º entre sí), (2) reorganiza la
pila de imágenes en un apilamiento ortogonal de imágenes en
proyección (en donde la imagen representa una única sección a través
de la muestra, vista desde los distintos ángulos capturados), (3)
realiza el procesado matemático sobre cada imagen en proyección,
para recrear aquella sección a través de la muestra, (4) combina
todas las imágenes de secciones calculadas en un formato 3D. Las
reconstrucciones pueden se creadas tanto a partir de luz transmitida
como a partir de luz emitida de forma fluorescente.
Una vez descrito el aparato en general y su uso
en la adquisición de datos, se describirán ahora con mayor detalle
ciertos componentes del aparato formador de imágenes.
En la figura 3 se muestra una vista frontal de la
platina rotativa 10. El regulador de la basculación 36 varía el
ángulo de basculación de la plataforma 34 alrededor del eje 90 que
está por debajo del extremo inferior del árbol 44 y que se encuentra
aproximadamente a la altura de la muestra, de manera que el ajuste
de la basculación no causa ningún movimiento sustancial de la
muestra. El eje 90 puede intersectar al eje óptico 29. La regulación
de la basculación (ilustrada por la flecha de doble cabeza 92 en la
figura 3) asegura que el eje de rotación 94 del motor de velocidad
variable 42 sea exactamente perpendicular al eje óptico 29. Una vez
ajustada la basculación de la plataforma 34, se ajusta la posición
de la plataforma 34 con respecto a la base 24 empleando el regulador
vertical 40 que utiliza un dispositivo de piñón y cremallera para
subir y bajar la plataforma 34 en la dirección ajustada del eje de
rotación 94. Mediante el empleo del regulador vertical 40, una
muestra dispuesta en el imán unido al extremo del árbol 44 puede ser
bajada a la profundidad requerida dentro de la cámara formadora de
imágenes para formar una imagen de dicha muestra y puede ser subida
fuera de la cámara una vez realizada la formación de la imagen. La
posición vertical de la muestra durante la formación de la imagen se
puede alterar también de este modo, si es necesario. En la posición
elevada del árbol, las muestras pueden ser cargadas en o descargadas
de la platina rotativa.
Una vez organizado el aparato, éste queda
alineado de tal manera que el eje óptico del microscopio pasa a
través del prisma y a través del centro de la cámara formadora de
imágenes. Sin embargo, a un aumento elevado, puede ser necesario
ajustar la alineación dado que la muestra llega a desplazarse
ligeramente respecto del centro del campo de visión. El mecanismo de
subida/bajada mencionado anteriormente se puede regular para
corregir dicha falta de alineación en la dirección vertical.
Si bien muchas de las imágenes de la muestra
pueden ser tomadas con el eje de rotación aproximadamente
perpendicular al eje óptico, la reconstrucción 3D de la muestra
empleando el procesado matemático será de muy pobre calidad salvo
que el ángulo entre el eje óptico y el eje de rotación sea de 90º
exactamente. El regulador de la basculación 36 permite bascular
ligeramente el eje de rotación 94 con el fin de asegurar que el
ángulo se exactamente de 90º. El regulador de la basculación 36 está
basado generalmente en un mecanismo de tornillo para solicitar la
plataforma 34 hacia un lado. Se emplea una muestra de calibración
para ajustar el ángulo de basculación, conteniendo la muestra de
calibración un número de pequeñas partículas cuyas trayectorias
pueden ser controladas en una pantalla de ordenador mientras gira el
árbol. Si el eje de rotación no es perfectamente perpendicular al
eje óptico, la trayectoria de la partícula aparece como una elipse,
véase la figura 4(a) que muestra la visión a lo largo del eje
óptico a medida que el árbol gira alrededor del eje 94. Cuando el
eje está alineado correctamente, se observa que la partícula se
mueve de lado a lado, con ninguna componente vertical respecto al
movimiento, véase la figura 4(b).
La figura 5 muestra el sistema de montaje
magnético utilizado el cual está basado en la atracción magnética
entre un disco metálico 10 unido a una muestra 112 y el imán
cilíndrico 46 unido permanentemente al extremo inferior del árbol
rotativo 44 del motor de velocidad variable 42. Cada muestra tiene
un pequeño disco metálico magnetizable pegado en uno de los extremos
durante la preparación de la muestra. El disco se acopla entonces
con el imán cuando ha de realizarse la formación de imágenes y la
muestra queda soportada como resultado de la atracción magnética
entre el disco y el imán. Dado que el disco 110 y la muestra 112 son
de un peso relativamente ligero, no es necesario que el imán se
magnetice fuertemente para soportar su peso. Una ventaja del sistema
de imán respecto, por ejemplo, a un sistema de atornillado, es que
la manipulación del pequeño tamaño del disco y de la muestra hace
necesario el uso de forceps o pinzas. La colocación del montaje o
disco 110 sobre un imán es de una ejecución directa con forceps,
mientras que el atornillado en un accesorio no lo es. Otra ventaja
es que la posición de la muestra con respecto al eje de rotación se
puede ajustar fácilmente deslizando el montaje 110 de un lado a otro
de la superficie del imán 120. Igualmente, se pueden preparar
previamente muchas muestras con un disco unido y acoplarse entonces
rápidamente en el dispositivo para formar imágenes, cuando así se
requiera.
Ciertos líquidos empleados en la cámara para la
formación de imágenes son tóxicos y corrosivos para el material
plástico y, cuando esto ocurra, las muestras son manipuladas mejor
mediante el uso de forceps. El sistema de acoplamiento magnético
resulta entonces ventajoso ya que sólo es necesario que las muestras
se mantengan bajo el imán para poderse acoplar de forma segura.
Igualmente, es sencillo retirar cada muestra después de la formación
de
imágenes.
imágenes.
Para lograr la máxima resolución de las imágenes,
una región de interés 122 de una muestra 112 ha de ser centrada
sobre el eje de rotación 94, es decir, que no se mueva durante la
rotación del árbol. Si la región de interés, o la muestra entera,
está descentrada y oscila de lado a lado durante la captura de una
imagen rotacional, entonces el aumento necesario para mantenerla en
el campo de visión será pequeño. Esto se ilustra en la figura
6(a). Las dos formas 130, 132 representan la muestra 112
durante la rotación, en sus posiciones más extremas a izquierda y
derecha. Cuando la muestra 112 está centrada perfectamente, la misma
gira sobre su propio eje, véase la figura 6(b). Esta presenta
un ancho más pequeño de un lado a otro del campo de visión y de este
modo se puede incrementar el aumento para proporcionar una imagen
con mayor resolución, véase la figura 6(c).
El ajuste de la muestra 112 con respecto al eje
de rotación 94 se simplifica por el acoplamiento magnético. Al
empujar el disco 110, el centro del disco puede ser descentrado con
respecto al eje de rotación 94. En la figura 5(a), la región
de interés 122 dentro de la muestra 112 no está centrada sobre el
eje de rotación, sino que en su lugar está desplazada a la
izquierda. Si el árbol motriz es girado en 180º, la región de
interés 122 no es visible en el lado derecho del eje de rotación,
véase la figura 5(b). Debido a que el imán 46 permite que el
montaje metálico 110 se deslice a lo largo del mismo en cualquier
dirección, sin llegar a desacoplarse, un empuje realizado desde el
lateral por la palanca 16 (indicado por la flecha 114 en la figura
5(c)) es capaz de situar la muestra de manera que la región
de interés 122 queda centrada sobre el eje de rotación, véase la
figura 5(c). Otra rotación de 180º revela que ahora la
muestra entera 112 oscila de lado a lado, mientras que la región de
interés permanece centrada, véase la figura 5(d). El ajuste
de la muestra de este modo se efectúa normalmente mientras se
observan imágenes de la muestra en rotación en una pantalla de
ordenador.
La cámara formadora de imágenes 26 como se
muestra en la figura 1 será descrita ahora con mayor detalle con
referencia a la figura 7. Al disponer de una cámara de muestras fija
que no gira con la muestra durante la formación de imágenes, no es
necesario que sea cilíndrica para mantener un recorrido óptico
constante durante la rotación, como sucede en el sistema descrito en
US 5.680.484. Una comparación entre el tubo 136 del estado de la
técnica y la cámara empleada en la presente invención se muestra en
la figura 7, mostrando la figura 7(a) una sección transversal
a través del tubo cilíndrico 136 del estado de la técnica (que está
suspendido horizontalmente) y mostrando la figura 7(b) la
cámara 26 empleada en la presente modalidad. La cámara formadora de
imágenes 26 se elige de manera que sea un cuboide en general y que
tenga una configuración cuadrada en sección transversal, y está
hecha de cuarzo, vidrio u otro material transparente adecuado. Cada
cámara/tubo contiene una muestra 141 bañada en un líquido 143 que
tiene propiedades ópticas adecuadas para permitir la formación de
imágenes de la muestra. Los lados planos 142, 142', 144, 144' de la
cámara 26 reducen la distorsión refractiva de la imagen y permiten
tomar imágenes de muestras más grandes. Esto es debido a que las
paredes mutuamente paralelas 142, 142' de la cámara de sección
transversal cuadrada están alineadas perpendicularmente al eje
óptico 29 y proporcionan un área de formación de imágenes, sobre la
cual no ocurre refracción de la luz, más grande que para el tubo
circular 136, el cual sólo tiene una parte muy pequeña de su
circunferencia en incidencia normal con respecto a la luz. De este
modo, se puede formar una buena imagen a través de un ancho mayor de
10 mm para la cámara 26, mejorando la cantidad de señal recibida
desde la muestra y reduciendo la distorsión debida a refracción.
La figura 7c ilustra una modificación de la
cámara de muestras de la figura 7b. En la figura 7c, la cámara de
muestras 26' tiene una sección transversal interna cuadrada pero una
de las paredes 140 está conformada para proporcionar una lente
plano-convexa para refractar la luz que sale de la
cámara. Dicha conformación causa la refracción deseada, en el caso
de la figura 7c un efecto de aumento.
La palanca 16 mostrada en la figura 1 se describe
ahora con mayor detalle con referencia a la figura 8, la cual
muestra una vista en planta a lo largo de la línea
VIII-VIII de la figura 1. La figura 8(a)
muestra la palanca 16 en su posición usual, retirada del imán 46 y
del montaje metálico de la muestra 110. Si la muestra es desplazada
demasiado lejos hacia un lado (como se ilustra), la palanca 16 puede
moverse alrededor del pivote 164, de manera que la espiga 166 se
acopla con el montaje metálico 110 para empujar la muestra hacia la
posición correcta (figura 8b). Esto se efectúa mientras se controla
la posición de la muestra en la pantalla del ordenador. Puesto que
el motor de velocidad variable puede ser controlado cuidadosamente a
través de conmutadores manuales, se puede observar la trayectoria de
la muestra durante la rotación y detenerse el motor cuando la
muestra se encuentra en su posición máxima hacia un lado. La muestra
es centrada entonces empleando la palanca 16 y se repite el proceso
hasta que se completa la alineación de la muestra con respecto al
eje óptico. La palanca 16 está organizada para producir un
movimiento de "desmultiplicación" en la muestra, lo cual hace
que sea más fácil el control del ajuste.
El pivote 164 está unido a la platina del motor
principal. Se fija en la platina mediante un soporte que asegura que
la espiga 166 se encuentre a la altura correcta para entrar en
contacto con el montaje metálico, justo por debajo del imán. De este
modo, la espiga 166 permanece a la altura correcta
independientemente de la altura elegida para formar la imagen de la
muestra.
El aparato aquí descrito es adecuado para
microscopía 3D y también microscopía rotacional para cualquier
finalidad, sobre muestras biológicas y muestras de otros campos tal
como de la ciencia de los materiales.
Cuando se efectúa la microscopía 3D, el índice de
refracción deberá ser uniforme por toda la muestra. En el caso de un
fluido biológico, esto se consigue fácilmente bañando la muestra en
un disolvente de clarificación. La muestra se puede pegar
directamente sobre el montaje metálico o empotrarse en un bloque de
matriz transparente tal como agarosa, la cual se adhiere por si
misma al montaje. El disolvente de clarificación penetra entonces
por los bloques así como por la muestra. Como disolvente es adecuado
BABB (una mezcla de alcohol bencílico y benzoato de bencilo).
Para una muestra cuyo índice de refracción no se
puede hacer uniforme, o que no es transparente, todavía se utiliza
esta técnica. La forma superficial 3D de objetos cuyas secciones
transversales son todas ellas convexas (incluso en el caso de que la
forma 3D entera no sea convexa) puede ser recreada con exactitud a
partir de su silueta en rotación.
Existen algunas aplicaciones en donde son útiles
los datos de partida del aparato. La serie de imágenes se puede
convertir en una película del objeto en rotación (es decir, la
muestra). Resulta mucho más sencillo capturar la forma de un objeto
3D cuando se observa en rotación que a partir de unas cuantas
imágenes 2D estáticas (muchos proyectos de reconstrucción 3D
presentan sus resultados como películas de una rotación modelo).
El aparato es también adecuado para efectuar
mapas 3D de modelos de expresión genética (distribución de RNA y/o
proteínas) en tejidos biológicos, permitiendo al mismo tiempo que la
muestra pueda ser utilizada para otros análisis después de la
formación de imágenes. La formación de imágenes de la muestra
empleando el aparato es relativamente rápida, requiriendo alrededor
de 20 minutos. En contraste, la preparación, empotramiento,
seccionado, montaje, tinción y digitalización de secciones
histológicas reales requiere días y produce cientos de secciones 2D
digitales, pero de ningún modo garantiza la alineación de las mismas
entre sí para recrear la forma 3D original. Las secciones
histológicas tienden a estirarse de manera importante, de manera que
incluso si todas las secciones pueden ser fijadas unas sobre otras
para crear una forma 3D, el resultado final no reflejará con
exactitud la forma de la muestra original. Sin embargo, los
resultados obtenidos empleando el aparato son muy similares a la
forma física real de la muestra, siendo la única diferencia respecto
de las secciones físicas la de una menor resolución. Dado que los
datos generados por el aparato son genuinamente 3D, los mismos
pueden ser reseccionados virtualmente en cualquier orientación o
pueden convertirse a 3D.
Una construcción modificada de la platina
rotativa se ilustra en la figura 9 en donde las partes
correspondientes a aquellas de la figura 1 portan los mismos números
de referencia. En la platina rotativa de la figura 9, el ajuste
tridimensional de la posición del motor de velocidad variable 42 se
consigue mediante el uso de tres motores secundarios de velocidad
variable 150, 152, 154. No está presente ningún regulador de la
basculación para el motor 42. En su lugar, el prisma es capaz de ser
ajustado manualmente mediante la basculación controlada alrededor de
un eje horizontal transversal 23. Los motores de velocidad variable
importante son los motores 150 y 154. El motor 152 puede ser
sustituido por un regulador vertical manual 40.
Los motores secundarios de velocidad variable
150, 152, 154 permiten un ajuste con una exactitud
sub-micrométrica de la posición 3D del motor
primario de velocidad variable 42, a lo largo de las orientaciones
marcadas como x, y y z. Estos motores de velocidad variable 150,
152, 154 son controlados por el mismo ordenador que controla al
motor primario 42. Esto se ilustra en la figura 10 en donde el
ordenador 50 acciona los cuatro motores a través de circuitos de
accionamiento 156 de los motores. Para los fines de este documento,
el eje z se considera paralelo al eje óptico 29. Los movimientos a
lo largo de este eje alteran de un modo eficaz el foco del sistema.
Los movimientos a lo largo de los otros dos ejes alteran aquella
parte de la muestra que coincide con el centro del eje óptico
29.
Las traslación controlada por ordenador por los
tres motores secundarios 150, 152, 154 tiene las siguientes
ventajas:
1) Permite que la región de interés (ROI) de la
muestra se mantenga centralmente dentro del campo de visión del
microscopio. Esto se consigue de dos maneras:
- (a)
- La ROI se mantiene dentro de la profundidad de foco del microscopio.
- (b)
- Limita los movimientos oscilatorios de "lado a lado" de la ROI a lo largo del eje x.
Estas dos ventajas permiten una formación de
imágenes con una resolución mucho más grande en comparación con un
sistema que no dispone de dicho mecanismo.
2) Resulta más exacta que el sistema de palanca
y espiga de las figuras 1 y 8.
3) Puede ser controlada por completo por el
ordenador (al contrario que en el sistema de palanca y espiga), de
manera que la ROI puede ser definida fácilmente "en pantalla"
dentro del software.
4) Permite que el ordenador calcule coordenadas
3D precisas para la ROI.
5) Permite que diferentes escáneres dentro de la
misma muestra puedan ser relacionados entre sí en el espacio 3D.
6) Esto permite que el ordenador construya un
escáner de alta resolución de una muestra grande a partir de
múltiples escáner automáticos de regiones más pequeñas y a un
aumento más elevado (conocido como "ajuste" o
"parcheo").
Los movimientos x y z controlados por ordenador
para mantener la ROI dentro del campo de visión se calculan como
sigue:
En primer lugar, es necesario que el software
calcule las posiciones de:
(a) El eje de rotación del motor primario de
velocidad variable 42 con respecto al campo de visión.
(b) La ROI con respecto al eje de rotación del
motor primario de velocidad variable.
Estas dos posiciones pueden ser calculadas a
partir de una operación. El aumento se establece en un valor
suficientemente bajo, de manera que durante una rotación completa la
ROI permanezca dentro del campo de visión de la cámara. El sistema
se calibra previamente de modo que se conozca cuantos impulsos al
motor de velocidad variable x corresponden a un desplazamiento
determinado tal como se mide en pixels en la pantalla del ordenador.
Se determina esta relación para cada aumento. El ordenador presenta
entonces al usuario cuatro imágenes de la muestra, giradas en 0, 90,
180 y 270 grados (como se aprecia en las figuras 11a a 11c). En la
figura 11a, cada rectángulo exterior representa la ventana formadora
de imágenes en la pantalla del ordenador y el punto negro representa
la región de interés 122 de la muestra.
La figura 11b muestra vistas a lo largo del eje
óptico (tal como se observa en la pantalla del ordenador) para un
aumento bajo y la figura 11c muestra vistas en planta a lo largo del
eje de rotación 94. El usuario utiliza entonces el ratón (o
equivalente) del ordenador para indicar donde se encuentra la ROI en
cada imagen.
La figura 12 muestra como el sistema de
posicionamiento puede mover al motor de velocidad variable 42 en
ambas dimensiones x y z y, por tanto, puede compensar la ROI que se
encuentre descentrada. Los movimientos x y z del motor 42 son
controlados por el ordenador para asegurar que la ROI 122 permanezca
en una posición fija, girando alrededor de un eje de rotación
eficaz.
En las figuras 11a, 11b y 11c:
\chi1 = la posición en x de la ROI en 0 grados,
convertida a unidades del motor de velocidad variable.
\chi2 = la posición en x de la ROI en 180
grados, convertida a unidades del motor de velocidad variable.
\chiw = el ancho de la ventana formadora de
imágenes, convertido a unidades del motor de velocidad variable.
Los valores medios de \chi y \chi2
proporcionan la posición (\chis) del eje de rotación del motor de
velocidad variable con respecto a la ventana formadora de imágenes
(\chis). La media de Z1 y Z2 proporciona una segunda estimación de
esta posición (\chis = (\chi1 + \chi2 + Z1 + Z2)/4. El
desplazamiento en x que será necesario para centrar el eje de
rotación del motor de velocidad variable dentro de la ventana
formadora de imágenes es:
Desplazamiento en x (\chid) = \chiw/2 -
(\chi1 + \chi2 + Z1 + Z2)/4
Esto se ilustra en las figuras 13a y 13b.
En las figuras 13a y 13b, el microscopio observa
la muestra desde el fondo del diagrama. Por tanto, los bordes del
campo de visión aparecen como dos líneas sustancialmente paralelas,
las cuales indican los límites de los que puede ser visto. El eje
óptico, que es el centro de este campo de visión, se muestra como
una línea vertical oscura en la figura 13a.
La figura 13b ilustra la muestra en una posición
rotacional de 0 grados (\alpha = 0). A partir de las mediciones
descritas anteriormente (\chi1, \chi2, Z1, Z2), se pueden
calcular fácilmente las distancias en x y z de la ROI respecto del
eje de rotación del motor primario de velocidad variable.
\chiX\alphao es la distancia en x cuando la posición rotacional
(ángulo \alpha) es cero (\chi\alphao =
(\chi1-\chi2)/2). Similarmente, se puede
calcular Z\alphao a partir de las dos mediciones tomadas en
\alpha = 90 grados y \alpha = 270 grados, (Z\alphao =
(Z1-Z2)/2). La posición de la ROI se puede convertir
entonces desde coordenadas cartesianas a coordenadas polares en
donde D es la distancia de la ROI desde el eje de motor de velocidad
variable y \theta es el ángulo de dicha línea con respecto al eje
óptico (o una línea paralela al mismo), cuando \alpha = 0
grados.
D = raíz cuadrada de (\chi\alphao^{2} +
Z\alphao^{2}) \theta = tan^{-1}
(\chi\alphao/Z\alphao)
En este momento, para cualquier posición
rotacional del motor primario de velocidad variable (\alpha), la
ROI puede ser situada sobre el eje óptico a través de movimientos de
los motores secundarios de velocidad variable x z, en donde los
desplazamientos totales (Xt y Zt) se calculan mediante:
\chi t = \chi
d + D.sen \ (\alpha + \theta) \ y \ Zt = D.cos \ (\alpha +
\theta)
La forma 3D de la región muestreada a partir de
una reconstrucción OPT es sustancialmente la de un cilindro con una
sección transversal circular, cuyo eje de simetría rotacional es el
eje de rotación eficaz empleado durante la formación de imágenes, y
cuyo diámetro y longitud se describen por el ancho y la altura del
campo de visión. Puesto que se puede alternar entre coordenadas
cartesianas y polares para describir posiciones dentro de la muestra
y se puede relacionar los tamaños de pixels con distancias reales
dentro de la muestra, se puede calcular así fácilmente la posición y
forma del cilindro muestreado con respecto a cualesquiera otros
escáner realizados de la misma
muestra.
muestra.
En la formación de imágenes 2D, se suele
construir una imagen de alta resolución tomando muchas imágenes a
elevado aumento de pequeñas regiones del objeto y reuniendo entonces
de manera conjunta las imágenes más pequeñas. Esto suele conocerse
como "ajuste" o "parcheo". La platina XYZ controlada por
ordenador sigue la misma técnica que la aplicada a la formación de
imágenes 3D OPT.
Como se ha descrito anteriormente, la región
muestreada de un escáner OPT es un cilindro de sección transversal
circular. La figura 14 ilustra, en una vista en planta mirando desde
abajo a lo largo del eje 94, cómo se puede tomar una imagen de la
muestra 160 en un escáner 162 a baja resolución o, alternativamente,
dicha imagen podría tomarse situando siete escáneres de alta
resolución 170 de manera cada posición dentro de la muestra esté
contenida dentro de al menos una región muestreada. Puesto que las
regiones individuales de la muestra tienen una sección transversal
circular, una disposición eficaz para cubrir una región grande
consiste en disponer los escáneres en un modelo hexagonal, con
ligeras superposiciones entre escáneres adyacentes. Las diferentes
posiciones a lo largo del eje y de la muestra se pueden muestrear
también empleando el motor de velocidad variable en el
eje y.
eje y.
El proceso de ajuste puede ser controlado y
realizado de forma completa por el ordenador.
Para todas las muestras de las cuales se han de
tomar imágenes en su totalidad con un escáner, el cálculo de la
posición de la región muestreada óptima puede efectuarse
automáticamente sin necesidad de que el usuario identifique la ROI
como anteriormente se ha descrito. Un simple procesado de imágenes
puede encontrar la configuración o el centro de la muestra dentro de
imágenes de ensayo durante el proceso de alineación, como sigue:
1) Establecer el aumento en un valor bajo (esto
se puede realizar automáticamente empleando un microscopio
controlado por ordenador.
2) Tomar cuatro imágenes a 0, 90, 180 y 270
grados de rotación.
3) Calcular un histograma de cada imagen para
determinar un nivel de umbral adecuado para distinguir la muestra
respecto del fondo.
4) Calcular la posición del centro de gravedad
de la muestra en cada imagen.
5) Utilizar estas posiciones como las mediciones
ROI anteriormente descritas.
6) Aplicar los nuevos desplazamientos durante
cualesquiera rotaciones posteriores.
7) Incrementar el aumento.
8) Tomar cuatro imágenes rotadas y determinar si
el aumento es demasiado alto (es decir, si los bordes de la muestra
quedan fuera del campo de visión).
9) Si la muestra está todavía dentro del campo
de visión, volver a la etapa 4.
10) Si los bordes de la muestra están fuera del
campo de visión, reducir el aumento al valor anterior.
11) Escanear la muestra.
Un medio de iluminación colimada, que se puede
emplear en la platina rotativa de la figura 1 o de la figura 9, se
ilustra en las figuras 15 y 15.
Se emplea un láser u otra fuente de luz 172 en
combinación con un medio de focalización (ya sean lentes refractivas
174 o espejos reflectivos) para generar un haz de luz 176 en donde
todos los rayos de luz son sustancialmente paralelos al eje óptico.
La figura 15 ilustra este dispositivo con respecto al resto de la
platina rotativa la cual, en este ejemplo, tiene dos motores de
velocidad variable 150, 154 para el ajuste controlado por ordenador
en las direcciones x y z respectivamente. El ajuste vertical se
efectúa manualmente mediante el regulador vertical 40. La lente 22
es capaz de realizar un ajuste de basculación alrededor del eje
23.
Como resultado de los experimentos, es evidente
que la luz de iluminación que entra en la muestra de forma no
paralela al eje óptico, introduce ruido en los resultados. Una
fuente de luz colimada en donde todos los rayos de luz de
iluminación son paralelos al eje óptico, reduce este problema y por
tanto aumenta la calidad de las imágenes.
Con referencia a la figura 17, un filtro de
longitud de onda 178 está situado en cierta posición entre la fuente
de luz 180 y la muestra 28. Dicho filtro puede consistir en una
serie de filtros diferentes, permitiendo cada uno de ellos la
transmisión de un intervalo diferente de longitudes de onda, los
cuales se pueden situar manual o automáticamente en el recorrido de
luz. O bien puede consistir en un filtro sintonizable
electrónicamente.
Alternativamente, se pueden emplear dos filtros
de cristal líquido sintonizables electrónicamente para la formación
de imágenes fluorescentes y limitar así las longitudes de onda tanto
de la luz de iluminación como de la luz detectada, siendo ilustrada
esta posibilidad por el segundo filtro controlado eléctricamente 182
colocado frente a la disposición 2D de detectores de luz 184.
Un compuesto químico determinado absorberá
diferentes longitudes de onda con grados variables de eficacia.
Estas diferencias pueden ser representadas como un espectro (que
describe la absorción para un intervalo grande de longitudes de
onda). La mayoría de las muestras consisten en distribuciones
espaciales variables de diferentes compuestos químicos y, por tanto,
se pueden tomar imágenes óptimas de diferentes muestras empleando
diferentes longitudes de onda (o combinaciones de longitudes de
onda). El sistema de filtración descrito permite que el usuario
pueda alterar aquellas longitudes de onda que se utilizan para tomar
una imagen de una muestra determinada.
Similarmente, los compuestos químicos
fluorescentes poseen un espectro que describe la eficacia de
diferentes longitudes de onda para excitarlos y un segundo espectro
que describe la abundancia de longitudes de onda diferentes emitidas
por fluorescencia. El uso de dos filtros controlados
electrónicamente produce (al menos) un espacio de parámetro 2D para
las posibles combinaciones de excitación y emisión. Dichos sistemas
permiten que la exploración de combinaciones óptimas distinga entre
diferentes compuestos químicos. Ello permite la histología 3D de
muestras bio-médicas de las que se han de tomar
imágenes sin necesidad de tinturas específicas.
Podrá apreciarse que una platina rotativa de
acuerdo con la invención no necesita incluir un prisma 22 y no es
necesario que la platina rotativa sea utilizada con un microscopio
vertical estándar. La figura 18 ilustra una modificación de la
disposición de la figura 15. En la figura 18 (en donde las partes
correspondientes a aquellas de la figura 15 portan los mismos
números de referencia), la luz que emana de la cámara 26 entra en la
óptica del microscopio y en una cámara digital, proporcionando una
corta distancia de trabajo entre el objetivo 30 del microscopio y la
muestra.
La muestra se puede situar mediante el uso de una
platina de traslación portada por el árbol 44. La platina de
traslación es de un ajuste manual o controlado por ordenador en las
direcciones x y z.
Claims (20)
1. Una platina rotativa (10) de utilidad en la
formación de imágenes de una muestra (28) desde una pluralidad de
direcciones, comprendiendo la platina rotativa un medio de soporte
de la muestra que incluye un elemento rotativo (44) operativo para
hacer girar una muestra de la que se ha de tomar una imagen
alrededor de un eje de rotación vertical o sustancialmente vertical
(94) y transversal a un eje óptico (29) a lo largo del cual se emite
luz desde la muestra, y que además comprende una cámara estacionaria
formadora de imágenes (26), en donde el medio de soporte de la
muestra está dispuesto por encima de la cámara estacionaria
formadora de imágenes (26) para recibir la muestra (28) sumergida en
un fluido de formación de imágenes ópticas dentro de la cámara,
caracterizada porque el elemento rotativo (44) tiene, en o en
posición adyacente a su extremo inferior, un elemento magnético (46)
para el acoplamiento de forma liberable de la muestra (28) mediante
atracción magnética, y porque el medio de soporte de la muestra
incluye un medio posicionador de la muestra para situar de forma
exacta la muestra (28) con respecto al eje de rotación (94).
2. Una platina rotativa según la reivindicación
1, en donde la cámara formadora de imágenes (26) tiene al menos una
cara planar (142) que es perpendicular al eje óptico.
3. Una platina rotativa según la reivindicación 1
o 2 y que incluye un prisma (22) situado sobre el eje óptico (29)
con el fin de recibir la luz emitida por la muestra, actuando el
prisma (22) para desviar la luz en 90º y permitir que la luz sea
recibida por un microscopio (12) con un eje óptico vertical.
4. Una platina rotativa según la reivindicación
3, en donde el prisma (22) puede ser ajustado de posición alrededor
de un eje horizontal perpendicular al eje óptico (29) que también es
horizontal.
5. Una platina rotativa según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde el elemento rotativo (44)
puede ser ajustado de posición para ajustar el eje de rotación
alrededor de un eje de ajuste horizontal (90) perpendicular al eje
óptico (29).
6. Una platina rotativa según la reivindicación
5, en donde el eje de ajuste horizontal (90) se encuentra por debajo
del extremo inferior del elemento rotativo (44) para asegurar que
cualquier ajuste horizontal cause una traslación mínima de la
muestra.
7. Una platina rotativa según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde el elemento rotativo (44)
puede ser ajustado por traslación a lo largo de una dirección
alineada con el eje de rotación (94), para permitir que el medio de
soporte de la muestra pueda moverse entre una posición operativa
bajada y una posición operativa subida en donde las muestras pueden
ser cargadas en la platina rotativa o descargadas de esta
última.
8. Una platina rotativa según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde el elemento rotativo (44) es
el árbol de salida de un motor de velocidad variable (42) montado
sobre una plataforma (34) de posición ajustable.
9. Una platina rotativa según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde el extremo inferior del
elemento rotativo (44) está conformado para permitir que la muestra
pueda ser colgada o suspendida, o que penda hacia abajo, del extremo
inferior del elemento rotativo.
10. Una platina rotativa según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde el medio posicionador de la
muestra incluye una palanca (16) montada pivotalmente en la platina
y operativa para empujar una muestra montada y conseguir así el
posicionamiento final de la muestra.
11. Una platina rotativa según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en donde el medio posicionador de la muestra
comprende dos motores eléctricos (150, 154) para el ajuste
controlado por ordenador del elemento rotativo (44) a lo largo de
dos direcciones mutuamente perpendiculares en un plano perpendicular
al eje de rotación (94).
12. Una platina rotativa según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en donde el medio posicionador de la muestra
comprende un medio de ajuste manual o controlado por ordenador para
ajustar una platina de traslación bidimensional portada por el
elemento rotativo, proporcionando la platina de traslación el ajuste
en dos direcciones mutuamente perpendiculares en un plano
perpendicular al eje de rotación.
13. Una platina rotativa según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores y que incluye una fuente de luz colimada
(172) para producir un haz de luz en donde todos los rayos de luz
son sustancialmente paralelos al eje óptico y que, en la práctica,
ilumina a la muestra.
14. Una platina rotativa según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores y que incluye un filtro de longitud de
onda (178) para restringir la longitud de onda de la luz que ilumina
a la muestra.
15. Una platina rotativa según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 13 y que incluye dos filtros de longitud de
onda, concretamente un primer filtro para restringir la longitud de
onda de la luz que ilumina a la muestra y un segundo filtro para
restringir la longitud de onda de luz que emana de la muestra y
antes de la detección.
16. Una platina rotativa según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores y que forma parte de un escáner de
tomografía por proyección óptica.
17. Un método para la obtención de una imagen de
una muestra (28), que comprende girar la muestra alrededor de un
eje de rotación vertical o sustancialmente vertical (94) y
transversal a un eje óptico (29) a lo largo del cual se emite luz
desde la muestra, en donde la muestra en rotación se sumerge en
fluido dentro de cámara óptica estacionaria, caracterizado
porque la muestra (28) se une de forma liberable al elemento
rotativo (44) por medio de un elemento magnético (46) en o en
posición adyacente al extremo inferior del elemento magnético, y
porque la muestra (28) se sitúa de forma exacta con respecto al eje
de rotación (94).
18. Un método según la reivindicación 17, en
donde el eje de rotación es perpendicular al eje óptico.
19. Un método según la reivindicación 17 o 18, en
donde la muestra se cuelga o se suspende, o se hace pender hacia
abajo, desde un extremo inferior del elemento rotativo.
20. Un método según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 19, que incluye controlar la trayectoria de
una parte de la muestra que no reside sobre el eje de rotación tal
como se aprecia a lo largo del eje óptico, y bascular la muestra
alrededor de un eje de ajuste hasta que la forma de la trayectoria
es una línea recta en lugar de una elipse.
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