ES2323679T3

ES2323679T3 - Sistema y procedimiento para procesar señales de un interferometro mediante una consola de ultrasonidos.

Info

Publication number: ES2323679T3
Application number: ES02805927T
Authority: ES
Inventors: Robert J. Crowley; Louis J. Barbato; Isaac Ostrovsky; Mark D. Modell
Original assignee: Boston Scientific Scimed Inc
Current assignee: Boston Scientific Scimed Inc
Priority date: 2001-10-18
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2009-07-23
Anticipated expiration: 2022-10-09
Also published as: EP1435835B1; US20030020922A1; JP2005514601A; CA2459254A1; AU2002367168A1; EP1435835A1; ATE422326T1; DE60231132D1; WO2003055383A1; US6847454B2

Abstract

Un sistema de formación de imágenes que comprende: una consola de ultrasonidos (396) que tiene una entrada de serie, un procesador de imágenes de ultrasonidos y un dispositivo visualizador; un interferómetro (391) que comprende un fotodetector multielemento (392) que incluye una pluralidad de salidas paralelas (394); y un dispositivo de ultrasonidos (399) con una salida (399a) acoplada a la consola de ultrasonidos (396), caracterizado por: un conversor de serie a paralelo (398) que acopla eléctricamente la pluralidad de salidas paralelas (394) del fotodetector multielemento (392) a una entrada de serie de la consola de ultrasonidos (396), en el que la consola de ultrasonidos (396) procesa datos proporcionados por el interferómetro (391) para formar una imagen para su visualización.

Description

Sistema y procedimiento para procesar señales de un interferómetro mediante una consola de ultrasonidos.

La presente solicitud es una continuación en parte de la Solicitud de Patente norteamericana con número de serie 09/909,357, presentada el 18 de julio de 2001, y la Solicitud de Patente norteamericana con número de serie 09/906,903, presentada el 16 de julio de 2001, que están transferidas al cesionario de la presente solicitud.

Esta solicitud está relacionada con la Solicitud de Patente norteamericana con número de serie 10/017,534, titulada "Sistemas y métodos interferométricos basados en rejilla de difracción", presentada el mismo día que la presente solicitud y transferida al cesionario de la presente solicitud.

Campo de la invención

La invención se refiere generalmente a sistemas y procedimientos de formación de imágenes y, más concretamente, con el procesamiento de datos de los sistemas tomográficos de coherencia óptica.

Antecedentes de la invención

La formación de imágenes médicas por ultrasonido es un procedimiento utilizado normalmente para producir imágenes de las cavidades corporales internas, como los vasos sanguíneos y el tejido de alrededor. En las imágenes por ultrasonido de un vaso sanguíneo, se suele insertar un catéter de ultrasonido intravascular ("IVUS") en el vaso sanguíneo de una manera conocida. El catéter IVUS comprende un miembro alargado con un transductor de ultrasonido localizado en el extremo distal del miembro alargado. El miembro alargado se inserta en el vaso sanguíneo, y el transductor de ultrasonido se coloca en la ubicación deseada en el vaso sanguíneo. El transductor emite ondas de ultrasonido en el vaso sanguíneo o cualquier otra cavidad al ser excitado por un pulso. Una parte de las ondas de ultrasonido emitidas se vuelve a reflejar en el transductor de ultrasonido por los límites del tejido. Las ondas de ultrasonido reflejadas provocan una señal de eco en el transductor de ultrasonidos. La señal de eco es transmitida desde el transductor de ultrasonidos a una consola de ultrasonidos, que incluye normalmente un procesador de imágenes de ultrasonidos, como un ordenador, y un dispositivo visualizador. El dispositivo visualizador puede comprender una pantalla y/o una impresora. La consola de ultrasonidos utiliza la señal de eco recibida para formar la imagen de la cavidad.

La señal de eco es una señal modulada de amplitud en serie en la que la amplitud de la señal varía con el tiempo. Una señal de eco típica tiene una duración temporal de 8 \mus, que se corresponde a una profundidad de imagen de aproximadamente 6 milímetros del transductor de ultrasonidos. La señal de eco transmite tanto la información de brillo de la imagen como la información de profundidad de la imagen, donde la profundidad puede tomarse con respecto al transductor de ultrasonidos. La posición temporal de la señal de eco proporciona la información de brillo de la imagen. Una posición temporal más temprana en la señal de eco se corresponde con una profundidad de imagen menor que una posición temporal más tardía en la señal de eco.

Con el fin de producir una imagen en sección transversal radial de un vaso sanguíneo y del tejido que lo rodea, el transductor de ultrasonidos gira normalmente sobre el eje del miembro alargado. A medida que el transductor de ultrasonidos gira, el transductor de ultrasonidos emite ondas de ultrasonido en diferentes direcciones radiales. Las señales de eco resultantes de las diferentes direcciones radiales son procesadas por la consola de ultrasonidos para producir una imagen en sección transversal radial del vaso sanguíneo y el tejido que lo rodea. Alternativamente, el transductor ultrasónico puede montarse en una unidad junto con un miembro reflectante (espejo), en el que el transductor emita energía ultrasónica en una dirección sustancialmente axial y el espejo esté orientado para desviar la energía ultrasónica emitida en una dirección radial.

La Tomografía de Coherencia Óptica ("OCT") es un tipo de reflectometría óptica en el dominio de coherencia que emplea la interferometría de baja coherencia para realizar exploraciones de alta resolución y la formación de imágenes en sección transversal. En los sistemas OCT, un haz luminoso procedente de una fuente de luz de baja coherencia se divide en un haz luminoso de referencia y un haz luminoso de muestra. Puede emplearse una rejilla de difracción para producir un retardo temporal. El haz luminoso de muestra es dirigido a una muestra y la luz dispersa de la muestra se combina con el haz luminoso de referencia. La combinación de los haces luminosos de muestra y de referencia resulta en un modelo de interferencia correspondiente a la variación en el reflejo de la muestra con la profundidad de la muestra, junto con el haz de muestra. El haz de muestra experimenta normalmente una gran pérdida de energía debido a su interacción con la muestra. El haz de referencia sirve como oscilador local para amplificar el modelo de interferencia a un nivel detectable y por tanto, debe tener un nivel de energía mucho mayor que el haz luminoso de muestra. El modelo de interferencia es detectado por un fotodetector cuya salida es procesada para generar una imagen en sección transversal de la muestra. La formación de imágenes de alta resolución (menos de 10 micrometros) de las secciones transversales de la muestra mediante OCT resultan útiles en exámenes y procedimientos biológicos y médicos, así como en materiales y aplicaciones de producción. Una ventaja del sistema OCDR anteriormente descrito consiste en que el conjunto de fotodetectores es capaz de captar información del brillo de la imagen en múltiples profundidades de imagen en un caso particular. Esto permite al sistema OCT producir imágenes a tasas de vídeo reales, por ejemplo, 30 fotogramas por segundo.

Los sistemas basados en OCT pueden implementarse con óptica de fibras y puede incorporarse una fibra óptica que transporte el haz luminoso de muestra a un catéter o endoscopio para su inserción en las cavidades y órganos corporales internos, como los vasos sanguíneos, el tracto gastrointestinal, el tracto ginecológico y la vejiga, con el fin de generar imágenes de secciones transversales internas de las cavidades u órganos. El haz de muestra se emite típicamente desde el extremo distal del instrumento, en el que un prisma o espejo, por ejemplo, dirige el haz luminoso de muestra hacia una pared de la cavidad. La fibra óptica y el prisma o espejo pueden girarse mediante un motor para facilitar el examen de la circunferencia de la cavidad.

Un ejemplo de un sistema OCT de óptica de fibras se muestra en el número de patente norteamericana 5,943,133 ("la patente 133"), en la que los haces luminosos de muestra y de referencia son transportados en fibras ópticas respectivas a una rejilla de difracción que introduce un retardo temporal y también combina los haces luminosos de muestra y de referencia. La figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema 10 revelado en la patente 133. El sistema incluye una fuente de luz 12 acoplada ópticamente a un divisor del haz 50/50 14 a través de una fibra óptica 16. El divisor del haz 14 divide el haz de luz incidente de forma equivalente en un haz luminoso de muestra y un haz luminoso de referencia. El haz luminoso de muestra es transportado por una fibra óptica 18 a una lente de enfoque 20, que enfoca el haz luminoso de muestra en una muestra 22. La fibra óptica 18 puede estar incluida en un catéter (no mostrado) para su inserción en una cavidad corporal, como un vaso sanguíneo, para el examen del tejido de la pared de la cavidad. La lente 20 enfoca la luz recibida desde el tejido y se vuelve a acoplar en la fibra óptica. La luz recibida vuelve al divisor del haz 14, donde se vuelve a dividir. Una parte de la luz recibida es dirigida a otra fibra óptica 24, que transmite la luz a un primer colimador 26. El haz luminoso de referencia viaja a través de una fibra óptica 28 a un segundo colimador 30. El primer y segundo colimadores 26, 30 dirigen los haces luminosos de muestra y de referencia a la misma región de un rejilla de difracción 32. El haz luminoso combinado difractado es conjugado en el plano detector de un detector de ordenación de diodos lineal multicanal 34 mediante una lente de conjugación 36. Se proporciona un filtro de densidad neutra (no mostrado) para disminuir la energía en el haz de referencia para evitar la saturación del detector.

El haz luminoso de muestra sufre una pérdida significativa de energía debido a su interacción con la muestra. El segundo paso a través del divisor de haz 50/50 reduce además el ya atenuado haz luminoso. Asimismo, la interacción de los haces luminosos con la rejilla de difracción provoca una pérdida adicional tanto en el haz luminoso de muestra como en el haz luminoso de referencia de aproximadamente el 50% de la luz incidente en el primer orden. La rejilla de difracción también introduce ruido. Como resultado, el sistema de la patente 133 tiene una proporción baja de
señal-ruido.

Se describe otro sistema interferométrico utilizando una rejilla de difracción en "Microscopía de coherencia de escaneo generado por rejilla no mecánica", Optics Letters, Vol. 23, nº 23, 1 de diciembre de 1998. La figura 2 es un diagrama esquemático del sistema presentado 50. Una fuente de luz 52 proporciona luz a un divisor del haz 50/50 54 que divide la energía en el haz luminoso de forma equivalente en un haz luminoso de muestra 55 y un haz luminoso de referencia 56. El haz luminoso de muestra 55 es dirigido a una lente de enfoque 58 que enfoca el haz luminoso de muestra en una muestra 60. La luz recibida por la lente de enfoque 58 de la muestra 60 vuelve al divisor del haz 54. El haz luminoso de referencia 56 es dirigido a una rejilla de difracción 62 en una configuración Littrow. El haz luminoso de referencia difractado también vuelve al divisor del haz 54. Los haces luminosos de muestra y referencia combinados en el divisor del haz 54 y dirigidos a conjunto de dispositivos de carga acoplada (CCD) 64 para su detección y procesamiento a través de un ordenador 66. El haz luminoso de referencia también ha de ser suprimido aquí.

En este caso, sólo se difracta el haz luminoso de referencia, haciendo el sistema 50 más eficiente que el sistema 10 de la patente 133, mostrado en la figura 1. Sin embargo, los brazos de muestra y de referencia en el sistema 50 de la figura 2 no pueden implementarse ambos con óptica de fibras. La rejilla de difracción introduce un retardo temporal que se extiende espacialmente por todo el ancho del haz. El detector es un detector multielemento al menos tan ancho como el haz luminoso. Cada elemento del detector recibe una parte del haz correspondiente a su posición en la rejilla de difracción. Si el haz luminoso de referencia es transportado por una fibra óptica de la rejilla de difracción al detector, se pierde el orden espacial. Si el brazo de muestra se implementa en la óptica de fibras pero no se implementa el brazo de referencia, el brazo de referencia sería inconvenientemente largo.

La patente norteamericana nº 5,830,145 presenta métodos y sistemas para obtener la reconstrucción tridimensional de un órgano u otra estructura interna utilizando ultrasonido intraluminal (ILUS) o formación de imágenes por tomografía de coherencia óptica (OCT).

Sería deseable proporcionar un sistema de imágenes que pueda procesar tanto los datos de la formación de imágenes de ultrasonidos como los datos de la formación de imágenes interferométricas ópticas con el mismo procesador de señal para mostrar tanto las imágenes de ultrasonidos como las imágenes OCDR, reduciendo así los costes.

La presente invención consta de un sistema de imágenes que comprende:

una consola de ultrasonidos con una entrada de serie, un procesador de imagen por ultrasonido y un dispositivo visualizador;

un interferómetro que comprende un fotodetector multielemento que posee una pluralidad de salidas paralelas; y

\newpage

un dispositivo de ultrasonido con una salida acoplada a la consola de ultrasonido, caracterizado por:

un conversor de serie a paralelo, que acopla eléctricamente la pluralidad de salidas paralelas del fotodetector multielemento a la salida de serie de la consola de ultrasonidos,

en el que la consola de ultrasonidos procesa datos proporcionados por el interferómetro para formar una imagen para visualizar.

Otra realización de la presente invención comprende un método para analizar una superficie que comprende los siguientes pasos:

utilización de un dispositivo de ultrasonido que tenga un transductor de ultrasonido para emitir ondas de ultrasonido que sean reflejadas por la superficie y provocar una señal de eco en el transductor de ultrasonidos;

transmisión de la señal de eco desde el transductor de ultrasonidos a una consola de ultrasonidos que comprende una entrada de serie, un procesador de imágenes de ultrasonido y un dispositivo visualizador;

formación de un haz luminoso de muestra y un haz luminoso de referencia con un interferómetro, que transporta el haz luminoso de muestra a la superficie, combinando la luz recibida de la superficie con el haz luminoso de referencia en un haz luminoso combinado y que detecta el haz luminoso combinado con un detector multielemento para producir una pluralidad de señales eléctricas paralelas, caracterizado por:

: el acoplamiento del interferómetro a la consola de ultrasonido;

: el procesamiento de datos del interferómetro mediante el procesador de ultrasonidos que comprende:

: la conversión de las señales eléctricas paralelas procesadas en una señal de serie; y el suministro de la señal de serie al procesador de ultrasonidos para su procesamiento en una imagen.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema OCT de la técnica anterior;

La figura 2 es un diagrama esquemático de otro sistema OCT de la técnica anterior;

La figura 3 es un diagrama esquemático de un sistema interferométrico conectado a una consola de ultrasonidos según una realización de la invención;

La figura 4a es un diagrama esquemático de un sistema interferométrico de óptica de fibras basado en una rejilla de difracción según otra realización;

La figura 4b es un diagrama esquemático de un sistema interferométrico basado en una rejilla de difracción con una disposición similar al sistema de la figura 4a, en la que ambos divisores del haz son divisores del haz 50/50;

La figura 5 es un diagrama esquemático de un sistema interferométrico con una disposición similar al sistema de la figura 4a, en el que la rejilla de difracción es una rejilla de difracción transparente;

La figura 6 es un diagrama esquemático de otra realización de la invención, que incluye un circulador óptico y un primer divisor del haz no del tipo 50/50;

La figura 7 es un diagrama esquemático del sistema de la figura 6, que incluye filtros de polarización para su uso en la detección de información relativa a la polarización;

La figura 8 es un diagrama esquemático del sistema de la figura 6, que incluye múltiples fuentes de luz;

La figura 9 es un diagrama esquemático del sistema de la figura 6, que incluye un circulador óptico y dos divisores del haz no del tipo 50/50;

La figura 10 es una visión agrandada del haz luminoso de referencia siendo difractado por la rejilla de difracción, indicando el retardo temporal;

La figura 11 es un diagrama esquemático de un sistema interferométrico según otra realización, en la que el modulador acusto-óptico ("AOM") actúa tanto como rejilla de difracción transparente para introducir un retardo temporal como de modulador;

La figura 12 es un diagrama esquemático de un sistema interferométrico basado en AOM, como en la realización de la figura 11, acoplado a una consola de ultrasonidos; y

La figura 13 muestra un sistema interferométrico de acuerdo con la realización de la figura 4a, contenido dentro de un alojamiento para su uso con un catéter interferométrico y una consola de ultrasonidos.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La figura 3 es un diagrama esquemático de una realización de un sistema de imágenes 390 que comprende un sistema interferométrico 391 que incluye un conjunto de fotodetectores 392 con una pluralidad de salidas paralelas 394 conectadas a una consola de ultrasonido 396 mediante un conversor de serie a paralelo 398. La consola de ultrasonido puede ser una consola de ultrasonido intravascular ("IVUS"), que incluye un procesador de señal, como un ordenador, un microprocesador o un microcontrolador, y un dispositivo visualizador para mostrar las imágenes generadas, como se conoce en la técnica. También se proporciona un dispositivo de ultrasonidos 399 con una salida 399a. La salida 399a del dispositivo de ultrasonidos 399 está conectado a la consola de ultrasonidos en la misma o diferente salida que el interferómetro 391. De este modo, un doctor o un técnico pueden utilizar o bien el interferómetro 391 para la formación óptica de imágenes o bien el dispositivo de ultrasonidos 399 para las imágenes de ultrasonidos, con la misma consola de ultrasonidos. Existe un sistema de ultrasonidos que incluye un visualizador y un procesador de imágenes de ultrasonidos, disponible en Boston Scientific Corporation, Natick, Massachusetts. El dispositivo de ultrasonidos 399 puede ser un catéter IVUS. Los catéteres IVUS se describen en la patente norteamericana nº 5,715,825 titulada Catéter de Formación de Imágenes Acústicas y Similares. Los sistemas interferométricos 391 se describen con más detalle más abajo.

El conversor de serie a paralelo 398 puede ser una de las interfaces electrónicas descritas en la Solicitud de Patente norteamericana de nº de serie 09/909,357 ("la solicitud 357"), titulada "Interfaz electrónica para una consola de ultrasonidos", presentada el 18 de julio de 2001, transferida al cesionario de la invención.

Como se describe en la solicitud 357, la consola de ultrasonido 402 puede configurarse para recibir una entrada analógica o digital. En un ejemplo de interfaz electrónica presentada en la solicitud 357 para recibir una entrada analógica, la interfaz electrónica comprende una pluralidad de procesadores de canal, acoplado cada uno a una de las salidas de canal paralelo del conjunto fotográfico. Cada procesador de canal comprende un procesador analógico, un conversor A/D, un buffer de memoria del tipo primero en entrar, primero en salir ("FIFO"), y un bus de datos acoplado al buffer de memoria FIFO de cada uno de los procesadores de canal. Un único buffer de memoria FIFO se acopla al bus de datos y un conversor D/A se acopla a la salida del buffer único de memoria FIFO. La salida del conversor D/A se acopla a la entrada de la consola de ultrasonidos. Un controlador acoplado a un codificador de motor de ultrasonidos sincroniza el funcionamiento de la interfaz electrónica con la consola de ultrasonidos. El funcionamiento de la interfaz se describe más detalladamente en la solicitud 357.

Una vez que se adapta la consola de ultrasonidos para recibir una entrada digital, se proporciona la secuencia de datos digitales de serie de la memoria única FIFO a la entrada de la consola a través de la lógica de control que controla la transferencia de la secuencia de datos digitales, como se describe también en la solicitud 357.

El conjunto de fotodetectores puede ser un conjunto de fotodetectores multiplexado. Las interfaces eléctricas para los conjuntos de fotodetectores multiplexados de canal único y doble también se describen en la solicitud 357.

También pueden utilizarse otras interfaces electrónicas para convertir la salida paralela del conjunto de fotodetectores en una corriente de datos de serie analógicos o digitales.

En los sistemas OCT que emplean un conjunto de fotodetectores, el conjunto captura la información de brillo de la imagen en múltiples profundidades de imagen en un caso concreto. Ya que la información espacial detectada puede leerse y almacenarse, las salidas del canal paralelo del conjunto de fotodetectores del sistema interferométrico pueden ser procesadas en una señal digital de serie analógica o de serie digital por un conversor de serie a paralelo. La señal de serie resultante transporta información de brillo de la imagen e información de profundidad de la imagen de forma similar a una señal de eco típica. Es posible ajustar la duración temporal y/o la frecuencia de la señal de serie para una mejora adaptación a la duración temporal y/o frecuencia de la señal de eco típica que la consola de ultrasonidos está configurada para recibir, mediante la sincronización de la señal a la velocidad de barrido del escáner de ultrasonidos y a la velocidad de propagación del sonido. Esto permite a la consola de ultrasonidos procesar la señal analógica de serie en una imagen, del mismo modo que se procesan datos de ultrasonidos. De esto modo, la misma consola de ultrasonidos puede utilizarse para procesar tanto las imágenes basadas en ultrasonidos derivadas de datos recibidos de un catéter de ultrasonidos como las imágenes con base interferométrica óptica derivadas de datos recibidos de un catéter interferométrico, reduciendo por tanto los costes.

El sistema interferométrico 391 puede ser cualquier sistema interferométrico OCT. Por ejemplo, pueden utilizarse los sistemas de la patente norteamericana nº 5, 943,133 y de "Microscopía de coherencia de escaneo generado por rejilla no mecánica", Optics Letters, Vol. 23, nº 23, 1 de diciembre de 1998, expuestos anteriormente. Más adelante se describen sistemas interferométricos adicionales.

La figura 4a es un diagrama esquemático de una realización de un sistema interferométrico de óptica de fibras basado en una rejilla de difracción 100 que puede utilizarse en el sistema de formación de imágenes 390 de la figura 3, y que se muestra conectado a la consola IVUS 396 a través del conversor de serie a paralelo 398. El sistema 100 comprende una fuente de luz 102 acoplada ópticamente a un divisor del haz de óptica de fibras 104 por una fibra óptica 106. El divisor del haz de óptica de fibras 104 es preferiblemente un divisor del haz 50/50 aproximadamente. Más preferiblemente, el divisor del haz 104 es un divisor del haz 50/50. Una fibra óptica 108 se acopla óptimamente al divisor del haz de óptica de fibras y a una lente de enfoque 110.

Una fibra óptica 111 también se acopla óptimamente a un divisor del haz de óptica de fibras 104 de modo que dicha luz que entra en el divisor del haz de la fibra óptica 108 se acopla en la fibra óptica 110. La fibra óptica 111 también se acopla ópticamente a un primer colimador 112. Otra fibra óptica 114 se acopla ópticamente al primer divisor del haz 104 y a un segundo colimador 116.

Las fibras ópticas 108 y 110 comprenden la primera y segunda partes de un brazo de muestra, respectivamente, del sistema interferométrico 100. La fibra óptica 114 comprende un brazo de referencia del sistema 100. La luz procedente de la fuente luminosa 102 pasa a través del divisor del haz de óptica de fibras104 y se divide en un haz luminoso de muestra y un haz luminoso de referencia, teniendo cada uno la mitad de energía del haz luminoso inicial proporcionada por la fuente luminosa 102 al divisor del haz de óptica de fibras 104. El haz luminoso de muestra es dirigido a la fibra óptica 108 de la primera parte del brazo de muestra y el haz luminoso de referencia es dirigido a la fibra óptica 114 del brazo de referencia. El haz luminoso de muestra es enfocado por la lente de enfoque 110 a una muestra de interés 119, que puede ser tejido dentro de una cavidad corporal, por ejemplo. La luz dispersa por la muestra es enfocada por la lente de enfoque 110 para formar un segundo haz luminoso de muestra y se vuelve a acoplar en la fibra óptica 108 del brazo de muestra. La luz vuelve a pasar a través del primer divisor del haz 104, donde se vuelve a dividir el haz luminoso. Un haz luminoso que contenga la mitad de la energía del haz luminoso recibido se acopla a la fibra óptica 110 de la segunda parte del brazo de muestra.

El segundo colimador 116 colima el haz luminoso de referencia y dirige el haz luminoso de referencia a una rejilla de difracción 118 en un ángulo \alpha. La rejilla de difracción 118 introduce una diferencia de trayecto óptico al haz luminoso de referencia y refleja el haz luminoso de referencia difractado a un segundo divisor del haz de espacio abierto 120. El primer colimador 112 también colima el segundo haz luminoso de muestra y lo dirige al segundo divisor del haz 120.

El segundo divisor del haz 120 combina el segundo haz luminoso de muestra y el haz luminoso de referencia y dirige una parte del haz luminoso combinado a un fotodetector 122, a través de una lente de conjugación 124. El fotodetector 112 es preferiblemente un fotodetector multielemento, como una ordenación de fotodiodos. Puede utilizarse un conjunto de fotodiodos en modo avalancha, por ejemplo. También puede utilizarse un dispositivo de carga acoplada ("CCD"). La lente de enfoque 124 proyecta la imagen del haz combinado en el plano del segundo divisor del haz en el plano detector.

De acuerdo con esta primera realización, el divisor del haz de espacio abierto 120 dirige menos de la mitad de la energía luminosa en el haz de referencia y más de la mitad de la energía en el segundo haz luminoso de muestra al haz combinado dirigido hacia el detector 122. Preferiblemente, sustancialmente más de la mitad de la energía en el segundo haz luminoso de muestra, como el 75% o más, es dirigido al haz combinado y sustancialmente menos de la mitad de la energía en el haz luminoso de referencia, como un 25% o menos, es dirigida al haz luminoso combinado. Más preferiblemente, al menos cerca del 90% o más de la energía del haz luminoso de muestra y cerca del 10% o menos de la energía del haz luminoso de referencia son dirigidos al haz combinado. Por ejemplo, el segundo divisor del haz puede ser un divisor del haz de tipo 10/90, 5/95, 2/98 ó 1/99. En la realización de la figura 3, el haz luminoso de referencia es transmitido a través del segundo divisor del haz 120 mientras que el haz luminoso de muestra es reflejado por el segundo divisor del haz 120. Alternativamente, el haz luminoso de muestra puede transmitirse a través del segundo divisor del haz 120 y el haz luminoso de referencia puede ser reflejado por el segundo divisor
del haz.

Como se conoce en la técnica, para que exista una interferencia constructiva entre los haces luminosos de muestra y referencia en esta y otras realizaciones de la invención, las longitudes de los trayectos ópticos del haz luminoso de muestra (el haz luminoso de muestra inicial y el segundo haz luminoso) y el haz luminoso de referencia del primer divisor del haz 104 al segundo divisor del haz 120 tienen que ser iguales a los límites de la longitud de coherencia de la fuente luminosa 102. Al determinar las longitudes de trayecto adecuadas, han de tenerse en cuenta el índice refractivo de las fibras ópticas y el espacio abierto atravesado por los haces luminosos, así como el índice refractivo del material de muestra.

El modelo de interferencia resultante de la combinación de los haces luminosos de muestra y de referencia contiene tanto información sobre la profundidad como información sobre el brillo. La información del brillo es proporcionada por las intensidades de luz del modelo de interferencia. Ya que la parte del segundo haz luminoso de muestra que se recibe en el brazo de muestra de una determinada profundidad desde la muestra interfiere con una parte del haz de referencia difractado en una posición espacial correspondiente a la diferencia de trayectos ópticos para esta posición, la información de profundidad es proporcionada por la posición espacial dentro del modelo de interferencia. Los fotodetectores de la ordenación 122 están dispuestos de modo que cada elemento fotodetector detecta la intensidad luminosa del modelo de interferencia en una determinada posición espacial dentro del modelo de interferencia, como se conoce en la técnica. Así, la salida de cada elemento fotodetector proporciona información de brillo de la imagen para una determinada profundidad de imagen. La ordenación 122 produce la información a través de canales paralelos (no mostrados), donde cada canal se corresponde con la salida de uno de los elementos fotodetectores. Las salidas de los canales paralelos del conjunto fotodetector 122 se suministran a la consola IVUS 396 a través del conversor de serie a paralelo 398 para producir una imagen del reflejo de la profundidad de la muestra junto con haz luminoso de muestra para su visualización. Preferiblemente, el detector multielemento 122 es una ordenación de fotodiodos y se emplea una técnica de detección heterodina.

Como se comentó anteriormente, si el detector es una ordenación de fotodiodos y se emplea un método de detección heterodina, es necesaria una modulación de baja frecuencia. Por tanto, se proporciona un modulador 117, como un tensor de fibras o un modulador acusto-óptico, junto con la fibra óptica 114. El modulador 117 puede proporcionarse junto con las fibras ópticas 108 ó 111 para modular también el haz luminoso de muestra.

El uso de dos divisores del haz permite que el haz luminoso de referencia sea transmitido a la rejilla de difracción 118 por una fibra óptica 114. Ya que el segundo haz luminoso de muestra no está combinado con el haz luminoso de referencia en la rejilla de difracción en esta realización, no se introduce pérdida y ruido adicionales al segundo haz luminoso de muestra. Ya que el trayecto óptico de la rejilla de difracción 118 al detector 122 es un espacio abierto, se conserva la información espacial en los haces luminosos de referencia y muestra.

La fibra óptica 108 de la primera parte del brazo de muestra se incorpora preferiblemente en un catéter adaptado para estar situado en una cavidad corporal u órgano mediante procedimientos de intervención de catéter estándares. Por ejemplo, el catéter puede insertarse en un vaso sanguíneo o en el corazón guiando el catéter flexible a través de varios vasos sanguíneos a lo largo de un trayecto sinuoso, empezando por ejemplo, por la introducción percutánea a través de una vaina para punción dispuesta en una perforación de la arteria femoral. Alternativamente, el catéter puede introducirse directamente en una cavidad corporal o tejido corporal, como un órgano. La fibra óptica puede acoplarse a un motor para causar la rotación de la fibra dentro del catéter. Los catéteres y endoscopios para utilizar en la formación óptica de imágenes de los vasos sanguíneos y otras cavidades corporales internas son conocidos en la técnica y se describen en la patente estadounidense nº 6,134,003, en la patente estadounidense nº 5,321,501 y en la Publicación Internacional nº WO 98/38907 publicada el 11 de septiembre de 1998, por ejemplo. Como se revela en estas referencias, puede proporcionarse un espejo o prisma para reflejar el haz luminoso de muestra en el tejido biológico paralelo a la fibra óptica y para reflejar la luz recibida del tejido en la fibra óptica. Al rotar la fibra óptica, puede examinarse el tejido a lo largo de la circunferencia de la cavidad.

Aunque es preferible que el segundo divisor del haz 120 en la figura 4a sea un divisor del haz 50/50, no es necesario. La figura 4b es un diagrama esquemático de un sistema interferométrico 100, similar al sistema de la figura 4a, excepto que el segundo divisor del haz 120 es un divisor del haz 50/50. Pueden proporcionarse un filtro de densidad neutra u otro atenuador similar si son necesarios para suprimir el haz luminoso de referencia con el fin de evitar la saturación del detector 124. Los componentes comunes a la realización de la figura 4a están numerados normalmente.

La figura 5 es un diagrama esquemático de otro sistema interferométrico 150 que puede utilizarse en el sistema de formación de imágenes 390. El sistema interferométrico 150 tiene una disposición similar al sistema 100 de la figura 4a, con la excepción de que la rejilla de difracción es una rejilla de difracción transparente 152. Los componentes comunes a la configuración de la figura 4a están numerados normalmente en la figura 5. El segundo colimador 116 está dispuesto para dirigir el haz luminoso de referencia en un lado trasero de la rejilla de difracción 152 en un ángulo \alpha. El haz de referencia difractado se dirige al divisor del haz de espacio abierto 120, para combinarse con el segundo haz luminoso de muestra, como se expuso anteriormente. El haz luminoso combinado es dirigido a través de la lente de conjugación 124 y en el detector multielemento 122, como también se expuso anteriormente. La capacidad de utilizar bien una rejilla de difracción reflectante 118 o bien una rejilla de difracción transparente 152 en los sistemas interferométricos de la invención, añade flexibilidad al diseño del interferómetro en aplicaciones prácticas. Cualquiera de las realizaciones aquí descritas puede emplear una rejilla de difracción reflectante o transparente.

La figura 6 es un diagrama esquemático de otra realización de un sistema interferométrico 200 que puede utilizarse en el sistema de imágenes 390, en el que más de la mitad de la energía luminosa es dirigida al haz luminoso de muestra y menos de la mitad de la energía luminosa es dirigida al haz luminoso de referencia utilizando un divisor del haz de óptica de fibras no de tipo 50/50. Preferiblemente, sustancialmente más de la mitad de la energía luminosa incidente en el divisor del haz, es decir el 75% de la energía, es dirigida al haz luminoso de muestra y sustancialmente menos de la mitad de la energía luminosa incidente, es decir el 25%, es dirigida al haz luminoso de referencia. Más preferiblemente, al menos un 90% aproximadamente de la energía luminosa incidente es dirigida al haz luminoso de muestra y un 10% aproximadamente o menos es dirigida al haz luminoso de referencia.

En esta realización, el haz luminoso de muestra es dirigido a y desde la muestra que se somete a examen a través de un circulador óptico en lugar de un divisor del haz, como en la realización de la figura 4a y en la técnica anterior de las figuras 1 y 2. Por tanto, el primer divisor del haz tiene que ser aproximadamente un divisor del haz 50/50.

Los componentes comunes a la realización de la figura 4a están numerados normalmente en la figura 6. Una fuente luminosa 102 proporciona luz a un divisor del haz 90/10 202 a través de una fibra óptica 106. El divisor del haz de óptica de fibras 90/10 202 proporciona el 90% de la energía de la luz incidente al divisor del haz 202 en el haz luminoso de muestra y el 10% de la energía de la luz en el haz luminoso de referencia.

Se proporciona un circulador óptico 204 con tres puertos, puerto 1, puerto 2 y puerto 3. La luz que entra en el circulador óptico 204 a través del puerto 1 es dirigida fuera del circulador a través del puerto 2. La luz que entra en el circulador óptico 204 a través de puerto 2 es dirigida fuera del circulador a través del puerto 3. Una fibra óptica 206 está acoplada ópticamente 206 al primer divisor del haz 202 al puerto 1 del circulador óptico 204 para transmitir el haz luminoso de muestra al circulador.

Una fibra óptica 208 está acoplada ópticamente al puerto 2 del circulador óptico 204 y a una lente de enfoque 110. Una fibra óptica 210 está acoplada ópticamente al puerto 3 del circulador óptico 204 y a un primer colimador 112. El haz luminoso de muestra es transmitido desde el primer divisor del haz 202 al puerto 1 del circulador óptico 204 a través de la fibra óptica 206. El haz luminoso de muestra es dirigido al puerto 2 del circulador óptico, donde sale del circulador y es transmitido a la lente de enfoque 110 por la fibra óptica 208. La lente de enfoque enfoca el haz luminoso de muestra en la muestra 119. La luz recibida de la muestra se enfoca y acopla en la fibra óptica 108, formando un segundo haz luminoso de muestra que vuelve al puerto 2 del circulador óptico. El segundo haz luminoso de muestra es dirigido del puerto 2 al puerto 3 del circulador óptico, donde es transmitido por la fibra óptica 204 al primer colimador 112.

Una fibra óptica 220 también está acoplada ópticamente al divisor del haz 202 y a un segundo colimador 116, como en la realización de la figura 4a. Un haz luminoso de referencia con el 10% de la energía de la luz transmitida al divisor del haz 90/10 202 desde la fuente luminosa 102 es dirigido a la fibra óptica 220. El segundo colimador 116 dirige el haz luminoso de referencia a una rejilla de difracción reflectante 118. La rejilla de difracción 118 introduce una diferencia de trayecto óptico al haz luminoso de referencia y refleja el haz luminoso de referencia difractado en el divisor del haz 120 de espacio abierto. Podría usarse una rejilla de difracción transparente 152 en lugar de la rejilla de difracción reflectante 118, como se expuso anteriormente. El primer colimador 112 también dirige el segundo haz luminoso de muestra al divisor del haz 120 de espacio abierto para la combinación con el haz luminoso de referencia.

En esta realización, el segundo divisor del haz 120 es aproximadamente un divisor del haz 50/50 222. Preferiblemente, el segundo divisor del haz 120 es un divisor del haz 50/50. Se forman dos haces de muestra/referencia combinados, teniendo cada uno la mitad de energía del segundo haz luminoso de muestra y la mitad de la energía del haz luminoso de referencia. Se proporcionan dos fotodetectores 224, 226, que son preferiblemente fotodetectores multielemento, uno junto al trayecto de cada haz luminoso combinado. Dado que se proporcionan dos detectores, el divisor del haz 50/50 222 no causa una pérdida de energía e información en el segundo haz luminoso de muestra. Se proporcionan las respectivas lentes de conjugación 228, 230 entre cada detector 224, 226 y el segundo divisor del haz 222. Las salidas de los detectores individuales en las correspondientes posiciones espaciales en cada ordenación se combinan por un sistema de circuitos analógico 227. La salida paralela del sistema de circuitos analógicos 227 se proporciona a la consola IVUS 396 a través del conversor de serie a paralelo 398, para su procesamiento en una imagen de una manera conocida en la técnica. También pueden proporcionarse fácilmente dos detectores en la realización de la figura 4b, de la misma manera.

Preferiblemente, alrededor del 90% o más de la energía luminosa es dirigida al haz luminoso de muestra y alrededor del 10% o menos de la energía luminosa es dirigida al haz luminoso de referencia por el primer divisor del haz 202. La cantidad de energía proporcionada a los haces de muestra y referencia puede controlarse mediante la selección de las características del divisor del haz de óptica de fibra 202 de modo que solo se proporciona la cantidad de energía luminosa necesaria al haz luminoso de referencia para amplificar suficientemente el haz luminoso de muestra para la formación de imágenes sin saturar los fotodetectores multielemento 224, 226. El resto de la energía es dirigida al haz luminoso de muestra. También puede utilizarse, por ejemplo, un divisor del haz 2/98, 95/5 o 1/99, o de otro tipo.

Si se dirige el segundo haz luminoso de muestra recibido de la muestra 119 a través del circulador óptico 204 en lugar de volver a hacerlo a través del primer divisor del haz 202, se evita una significativa fuente de pérdida en el segundo haz de muestra. La pérdida en el circulador óptico está entre unos 0,5 decibelios ("db") hasta unos 1,1 db en cada sentido. La pérdida en dos sentidos en el circulador óptico abarca por tanto desde aproximadamente 1,0 db hasta los 2,2 db (alrededor del 37%). La pérdida en un divisor del haz 50/50 22, en cambio, es del 50% en cada sentido o del 75% si el haz de muestra se traslada a través del divisor del haz 50/50 dos veces.

Los detectores 224, 226 pueden ajustarse para detectar la luz en la misma banda de longitud de onda o en diferentes bandas de longitud de onda. La capacidad para detectar más de una banda de longitud de onda es útil para una espectroscopia y para reducir el solapamiento en la imagen.

Los dos haces luminosos de muestra/referencia combinados en la realización de la figura 6 pueden contener información relativa a la polarización. Pueden realizarse medidas de birrefringencia proporcionando un filtro de polarización en cada haz luminoso, donde cada filtro permite el paso de luz con una diferente polarización. En la figura 7, se muestran los filtros de polarización 240, 242 entre cada una de las lentes de conjugación 228, 230 y los detectores 224, 226, respectivamente. Los detectores son preferiblemente fotodetectores multielemento. Pueden proporcionarse dos conversores de serie a paralelo 398a, 398b, uno para recibir las salidas paralelas de cada detector multiemento. Las salidas de los conversores de serie a paralelo 398a, 398b pueden proporcionarse en paralelo a la consola IVUS 396. Pueden generarse y compararse dos imágenes. Pueden realizarse mediciones diferenciales comparando las señales en cada detector como una función de posición espacial e intensidad relativa, como también se conoce en la técnica. Las variaciones en la intensidad frente a la posición son una indicación de las áreas sensibles a la polaridad del tejido objetivo. La fibra óptica utilizada en esta realización es preferiblemente una fibra óptica (de alta birrefringencia) que mantiene la polarización, como se conoce en la técnica. También puede proporcionarse un filtro de polarización 243, mostrado de forma esquemática, entre la fuente luminosa 102 y el divisor del haz de óptica de fibras 202 en lugar de los filtros de polarización 240, 242, para polarizar el haz luminoso emitido por la fuente luminosa a una polarización deseada. En lugar del filtro de polarización 243, el segundo divisor del haz 222 puede ser un divisor del haz de polarización. Puede utilizarse también un detector único, como en las realizaciones de las figuras 3 y 4, para detectar un haz luminoso de una polarización particular.

Pueden proporcionarse filtros de polarización en otros sistemas interferométricos donde se forman también dos haces combinados. Por ejemplo, también puede proporcionarse un divisor del haz 50/50 entre la rejilla de difracción 32 y el detector 34 en el sistema de la patente 133 mostrado en la figura 1, para formar dos haces combinados. Entonces pueden proporcionarse un segundo detector, dos filtros de polarización y dos lentes de conjugación, como en la figura 7, para realizar las medidas de birrefringencia.

En otra variación de la realización de la figura 6, puede proporcionarse una segunda fuente luminosa 103, como se muestra en la figura 8. También pueden proporcionarse fuentes luminosas adicionales. Cada fuente luminosa puede emitir luz a diferentes longitudes de onda. Por ejemplo, la primera fuente luminosa puede emitir luz a 800 nanómetros y la segunda fuente luminosa puede emitir luz a 1200 nanómetros. La luz de la segunda fuente luminosa 103 puede acoplarse a la fibra óptica 106 mediante un multiplexor de división de longitud de onda, por ejemplo. Uno de los detectores 224, 226 puede ajustarse para detectar luz a una longitud de onda correspondiente a la primera fuente luminosa 102 y el otro detector puede ajustarse para detectar luz a una banda de longitud de onda correspondiente a la segunda fuente luminosa 103. Si se proporcionan más de dos fuentes luminosas, los fotodetectores individuales en cada ordenación pueden ajustarse para detectar la luz en diferentes bandas de longitud de onda. Como en la realización de la figura 7, pueden proporcionarse dos conversores de serie a paralelo 398a, 398b con salidas separadas a la consola IVUS 396. Pueden generarse imágenes en cada banda de longitud de onda. Los modelos de interferencia en cada banda de longitud de onda pueden compararse como una función de posición espacial e intensidad en cada banda de longitud de onda. La diferencia en intensidad en la misma posición en los modelos de interferencia puede indicar atenuación o absorción de la muestra, dependiente de la longitud de onda. Pueden seleccionarse el filtrado de paso de banda, la respuesta del detector y las características de fibra de cada "canal de detección" para optimizar el uso de longitudes de onda específicas.

Es conocido que la fluorescencia del tejido depende del tipo de tejido y de los elementos del tejido. Una de las fuentes luminosas en la figura 8 puede estar en el rango azul o ultravioleta, por ejemplo, para provocar la fluorescencia en el tejido. Uno de los detectores 224, 226 puede ajustarse a la banda de longitud de onda ultravioleta, azul u otra a la que se espera que el tejido objetivo se vuelva fluorescente para detectar la intensidad de la luz fluorescente emitida.

En otra realización que emplea un circulador óptico 204, ni el primer divisor del haz de óptica de fibras ni el segundo divisor del haz de espacio abierto es un divisor del haz 50/50. En el sistema 280 de la figura 9, el primer divisor del haz 282 es un divisor del haz 95/5, por ejemplo, que dirige el 95% de la energía luminosa proporcionada al divisor del haz en el haz luminoso de muestra y el 10% al haz luminoso de referencia. El segundo divisor del haz de espacio abierto 284 es un divisor del haz 10/90, por ejemplo, que dirige el 90% de la energía luminosa en el segundo haz luminoso de muestra y el 10% o menos de la energía luminosa en el haz luminoso de referencia hacia un único detector 286 en el haz combinado. La variación de las características de ambos divisores del haz 282, 284 proporciona flexibilidad adicional en la optimización de la distribución energética entre los haces luminosos de muestra y de referencia. Los componentes del sistema 280 común a las realizaciones de las figuras 6 y 4a están numeradas normalmente.

Para determinar el porcentaje teórico de la energía de la fuente luminosa que alcanza el detector desde el brazo de muestra en las diferentes realizaciones de la invención y en la técnica anterior, la muestra que se somete a examen puede reemplazarse por un espejo. La siguiente tabla muestra el porcentaje de la energía de fuente luminosa en los brazos de muestra y de referencia en la muestra, en la rejilla de difracción y en el detector en el interferómetro de la técnica anterior de la figura 1 y en los interferómetros del ejemplo de las figuras 4a, 5 y 6, si el haz luminoso de muestra es reflejado por un espejo (no sufre pérdida debido a la interacción con la muestra).

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100

En la técnica anterior de la figura 1, la energía luminosa en el haz luminoso de referencia incidente en el detector es el 25% de la energía luminosa de la fuente y es mayor que la energía luminosa de la muestra. Para evitar la saturación del detector, hay que eliminar el haz de referencia. En las realizaciones de las figuras 4a y 5, en el brazo de muestra, la energía de la fuente luminosa se reduce en un 75% por dos pasos a través del divisor del haz 50/50 y después, en un 10% por el divisor del haz 10/90. En el brazo de referencia, el primer divisor del haz reduce en un 50% la energía de la fuente luminosa, la rejilla de difracción, en un 50% y el segundo divisor del haz, en un 90%. En la realización de la figura 6, en el brazo de muestra, el divisor del haz 90/10 reduce en un 10% la energía de la fuente luminosa y los dos pases a través del circulador óptico, en un 37%. La pérdida causada por el divisor del haz 50/50 no reduce la energía total del haz luminoso de muestra porque la energía total de la luz incidente en ambos detectores por el haz luminoso de muestra es la misma que la energía del haz luminoso de muestra incidente en el divisor del haz. En el brazo de referencia, la luz se reduce a un 10% de la energía luminosa de la fuente por el divisor del haz 10/90 y después, en un 50% por la rejilla de difracción. En las realizaciones de las figuras 4a, 5 y 6, la proporción de energía luminosa inicial en el haz luminoso de referencia en el detector es muy inferior a la de la técnica anterior y la proporción de energía luminosa en el haz luminoso de muestra es mayor. La saturación del detector o detectores puede evitarse fácilmente mediante una adecuada selección de las características de los divisores del haz. Puede proporcionarse un filtro de densidad neutra junto con el brazo de referencia para tener un control más preciso sobre la energía del haz luminoso de referencia, si fuera necesario. Dado que puede asignarse más energía luminosa de la fuente al haz luminoso de muestra, donde más se necesita, se derrocha menos energía en el sistema.

La figura 10 es una vista alargada del haz luminoso de referencia R emitido por el colimador 116 al ser difractado por la rejilla de difracción 118, mostrando la diferencia máxima de trayecto óptico \delta a través del haz luminoso de referencia difractado Rd para la realización de la figura 4a. El segundo haz luminoso de muestra S recibido de la muestra se muestra al ser emitido por el colimador 112. También se muestra el segundo divisor del haz 120. La diferencia de trayecto óptico \delta varía gradualmente a través del haz luminoso de referencia difractado Rd de modo que la diferencia en un lado de la sección transversal del haz "a" es aproximadamente cero y la diferencia en el lado opuesto del haz "b2" es la diferencia máxima \delta. La diferencia de trayecto óptico máxima \delta se escoge normalmente para permitir la medición de la luz dispersa desde la profundidad deseada. Dado que los trayectos ópticos de los haces luminosos de referencia y muestra tienen que ser sustancialmente iguales, la diferencia del trayecto óptico \delta se corresponde con la profundidad de imagen en el segundo haz luminoso de muestra S, corregido por el índice refractivo de los medios en los que se mide la profundidad. La diferencia máxima de trayecto óptico \delta es una función de la anchura Ad del haz luminoso difractado y el ángulo de incidencia \alpha:

(1)\delta = Ad \ x \ Sen \ \alpha

La profundidad \Delta es una función de la diferencia máxima de trayecto óptico \delta. Dado que es necesario un trayecto de haz de muestra de dos sentidos para determinar la profundidad frente a un trayecto de haz de referencia de un sentido para definir la diferencia de trayecto óptico máximo, la profundidad es la mitad de la diferencia del trayecto óptico máxima \delta. Ya que la profundidad \Delta se mide en un material diferente al aire, también es una función del coeficiente de refracción del material de muestra \eta:

(2)\Delta = \delta / 2 \eta

El ángulo de incidencia \alpha del haz luminoso de referencia en la rejilla de difracción es una función del parámetro p de la rejilla de difracción (distancia entre ranuras adyacentes) y la longitud de onda luminosa \lambda. La fórmula de la rejilla de difracción es:

(3)Sen \ \alpha = \lambda / p

Asimismo, como se muestra en la figura 10, la anchura Aref del haz luminoso de referencia R es menor que la anchura A del haz luminoso de referencia difractado Rd. Preferiblemente, la anchura Ad del haz luminoso de referencia difractado es la misma que la anchura As del segundo haz luminoso de muestra S. El haz luminoso combinado (no mostrado) tiene la misma anchura. Por tanto, la anchura Aref del haz luminoso de referencia es preferiblemente:

(4)Aref = As / Cos \ \alpha

La anchura del conjunto o conjuntos de detectores debe ser igual o ligeramente superior que la anchura del haz luminoso combinado. Preferiblemente, el primer colimador 112, que colima el segundo haz luminoso de muestra S recibido de la muestra, tiene las mismas dimensiones que el conjunto de detección.

Por ejemplo, si la primera muestra es tejido biológico (\eta = 1,33) y la profundidad de la medición es \Delta = 3 mm, la diferencia máxima de trayecto óptico de la fórmula (2) sería: \delta = 7,98 mm. Si la fuente luminosa tiene una longitud de onda \lambda = 820 nm y el parámetro de la rejilla de difracción es p = 1/830 mm, el ángulo \alpha de la fórmula (3) sería: sen \alpha = 0,697 (\alpha = 44,2 grados). Entonces, la anchura Ad del haz de referencia difractado Rd, que es preferiblemente igual a la anchura As del segundo haz luminoso de muestra recibido de la muestra As de (1) sería Ad = 11,45 mm. La anchura del haz luminoso combinado es también Ad. El conjunto de fotodetectores también tendría entonces una anchura de al menos 11,45 mm.

En las realizaciones anteriores, la fuente luminosa 102 es una fuente de luz de banda ancha y baja coherencia, como un diodo superluminiscente. La longitud de coherencia de la fuente de luz puede ser de aproximadamente 15 a 30 micrones, por ejemplo. La longitud de onda puede ser entre 800 a 1500 nanómetros, para utilizar con tejido biológico. La fuente luminosa debería emitir luz a una potencia de al menos 100 milivatios aproximadamente para mediciones de profundidad aproximadamente 1 milímetro. La fuente de luz debería emitir luz a una potencia de al menos 50 milivatios aproximadamente para mediciones de profundidad de 2-3 milímetros. Los diodos superluminiscentes para utilizar en las realizaciones pueden obtenerse de Super Lume Diodes, Ltd. Moscú, Rusia, o de Hamamatsu Photonics, K.K., Solid State Division, Hamamatsu City, Japón ("Hamamatsu"), por ejemplo.

El detector es preferiblemente un fotodetector multielemento, como una ordenación de fotodiodos. Puede utilizarse, por ejemplo, una ordenación de fotodiodos en modo avalancha. El conjunto de fotodiodos tiene preferiblemente al menos 256 diodos. Es preferible un conjunto de 512 fotodiodos o más. Las ordenaciones de fotodiodos pueden obtenerse de Sensors Unlimited, Inc. Princeton, Nueva Jersey y Hamamatsu, por ejemplo. También puede utilizarse un dispositivo de carga acoplada ("CCD").

Ya están disponibles en el mercado las fibras ópticas apropiadas y los divisores del haz de óptica de fibras de las características deseadas. Pueden obtenerse de Corning Incorporated, Corning, Nueva York, por ejemplo. Los divisores del haz de espacio abierto de las características deseadas también están ya disponibles en el mercado. Pueden obtenerse de Edmunds Scientific, Tonawanda, Nueva York, por ejemplo. Las lentes de conjugación y la lente de enfoque pueden obtenerse también de Edmunds Scientific, por ejemplo.

La figura 11 es otra realización de un sistema interferométrico 300, que puede utilizarse en el sistema de formación de imágenes 390 de la figura 3, en la que un modulador acusto-óptico ("AOM") 302 actúa tanto como una rejilla de difracción transparente para introducir una diferencia de trayecto óptico al haz luminoso de referencia como un modulador para introducir un cambio de frecuencia. De otro modo, el sistema es el mismo que en la realización de la figura 4a. Puede utilizarse un AOM para profundidades menores de unos cientos de micrones, por ejemplo. Pueden utilizarse dos moduladores para profundidades mayores de 500 a 1.000 micrones, por ejemplo. Puede utilizarse un AOM junto con una rejilla de difracción transparente, como se muestra en la patente norteamericana nº 6,114,645. Mientras que un AOM puede introducir una frecuencia de modulación mayor que la deseable en un sistema OCT, pueden utilizarse dos o más AOM en serie, cada uno impulsado a diferentes frecuencias, para obtener la frecuencia deseada. El AOM 302 puede ser impulsado por un generador de señal programable, como se conoce en la técnica.

Ya que el modelo de interferencia proyectado generado por el sistema interferométrico de la invención se forma en el detector casi instantáneamente, la formación de imágenes por impulsos puede implementarse en cualquiera de las realizaciones mencionadas anteriormente. La formación de imágenes por impulsos permiten el uso de una potencia máxima mayor y una potencia media baja (ciclo de trabajo más ligero), posibilitando una mayor penetración a través de estructuras atenuativas a la vez que mantiene una energía luminosa media baja para un funcionamiento seguro. Puede utilizarse un diodo láser en un modo por impulsos como fuente luminosa en cualquiera de las realizaciones. El diodo láser puede ser más pequeño y menos caro que el diodo superluminiscente mencionado anteriormente para el funcionamiento continuo, porque un diodo láser pequeño puede producir una producción máxima suficiente en un ancho de banda mayor en un modo de impulso sin ser destruido.

La figura 12 muestra un sistema de formación imágenes 391 que incluye un sistema interferométrico basado en AOM 400, como en la realización de la figura 11, en la que el primer divisor del haz de óptica de fibras 222 es un divisor del haz 90/10 y el segundo divisor del haz de espacio abierto 222 es un divisor del haz 50/50. Se proporcionan dos conjuntos de fotodetectores 224, 226, como en la realización de la figura 6. Las salidas de los correspondientes detectores en cada una de las salidas paralelas de los conjuntos de fotodetectores 224, 226 del sistema interferométrico 400 se combinan por un sistema de circuitos analógico 227, como se menciona anteriormente. Las salidas paralelas del sistema de circuitos analógico 227 son la entrada al conversor de serie a paralelo 398 que convierte las salidas paralelas en una señal modulada de amplitud serial que puede procesarse mediante una consola de ultrasonidos. Si solo se proporciona un detector, como en la realización de la figura 4a, por ejemplo, no es necesario el sistema de circuitos analógico 237 y las salidas paralelas del conjunto del fotodetector 122 podrían proporcionarse directamente al conversor de serie a paralelo 398.

Puede proporcionarse opcionalmente un ordenador 404 para procesar la salida de la señal de serie mediante el conversor de serie a paralelo. La señal de serie se proporciona entonces a la consola IVUS 396 a través de una entrada 405 para su procesamiento en una imagen para visualizar. El sistema interferométrico 400 puede conectarse de forma selectiva a la entrada 405 cuando se desea la formación óptica de imágenes. También se muestra el catéter 399 en la figura 12, con una salida 399a. La salida 399 está conectada a la entrada 405 o una entrada separada 417 de la consola IVUS 396.

La fibra óptica 208 del brazo de muestra se presenta acoplada a una fibra óptica 407 dentro de un catéter 408 a través de un conector rotatorio 410. Se muestra un espejo o prisma 412 para reflejar el haz luminoso de muestra fuera del catéter al tejido en una cavidad corporal, como se describe anteriormente. Un motor impulsa el conector rotatorio 410, como se conoce en la técnica.

La figura 13 muestra un alojamiento 420 que contiene un interferómetro de acuerdo con la realización de la figura 4a de la presente invención para utilizar con un catéter interferométrico 408 y una consola 396. Los componentes comunes a las otras realizaciones están numerados normalmente. Se muestran la fuente luminosa 102, el divisor del haz de óptica de fibras 104, las fibras ópticas 106, 108, 110 y 114, la rejilla de difracción 118, los colimadores 112, 116, el divisor del haz de espacio abierto 120, la lente de conjugación 124 y el detector multielemento 122. También se muestra el acoplador rotatorio 410 de la figura 11. Se proporciona un motor 422 en el alojamiento 420 para girar el acoplador rotatorio 410 y la fibra óptica 407 dentro del catéter 408. Un controlador del motor 424 controla el funcionamiento del motor 422. Se muestra asimismo una fuente de alimentación. Se suministran adquisición de datos y placas de procesamiento 428, conectadas eléctricamente a un cable 430 para su conexión a la consola IVUS 396. El conversor de serie a paralelo 398 puede estar incluido en las placas de procesamiento. También se muestran un puerto 428 del alojamiento y un adaptador del catéter 430 para su conexión al puerto.

Como se mencionó anteriormente, en el sistema de formación de imágenes 390 puede utilizarse cualquiera de las realizaciones de los sistemas interferométricos descritos aquí, así como otros sistemas OCT del tipo de óptica de fibras y no óptica de fibras que utilizan un fotodetector multielemento.

Aunque se prefiere el uso de un conjunto fotodetector multielemento, puede utilizarse también un fotodetector de elemento único, en cuyo caso la anchura del haz luminoso combinado podría moverse por el detector o el detector podría moverse por el ancho del haz luminoso combinado.

Otro sistema interferométrico que podría utilizarse se describe en el documento USSN 09/906,903, titulado "Tomografía de Coherencia Óptica Escaneada Electrónicamente con Señales Moduladas de Frecuencia", presentado el 16 de julio de 2001, y asignado al cesionario de la presente invención. En ella, un interferómetro utiliza un detector de elemento único y la información de profundidad de imagen se transmite en múltiples frecuencias de modulación, correspondiéndose cada una con una profundidad diferente. La información de profundidad de la imagen en la salida de la señal del detector puede resolverse mediante el ajuste a la frecuencia deseada. También se presentan interfaces para acoplar el interferómetro con un detector de elemento único a una consola IVUS.

Alternativamente, puede utilizarse un espejo oscilante u otro reflector para escanear una profundidad de muestra. Por ejemplo, los interferómetros como los descritos en las patentes norteamericanas nº 6,134,003, nº 6,111,645, nº 5,459,570 y nº 5,321,501 y la Publicación Internacional nº WO 98/38907 publicada el 11 de septiembre de 1998, por ejemplo, pueden utilizarse también en el sistema de formación de imágenes con una interfaz presentada en la solicitud 903 u otras interfaces similares.

Como se mencionó también anteriormente, el brazo de muestra puede incorporarse en un endoscopio para su inserción en el tracto gastrointestinal, por ejemplo. El brazo de muestra también puede incluir una sonda en su extremo para examinar el tejido biológico externo, como el del ojo, u otros tipos de muestras, como semiconductores.

Aunque las realizaciones preferidas descritas anteriormente se implementan con fibra óptica para su uso en el examen de tejido biológico interno, como tejido biológico de las cavidades y órganos corporales, las realizaciones de la invención pueden implementarse fácilmente mediante óptica de gran volumen u otros componentes ópticos. En una implementación no del tipo de óptica de fibras, se suministra preferiblemente un colimador entre la fuente de luz y el primer divisor del haz.

Aunque se prefiere un conjunto de fotodetectores multielemento, también puede utilizarse un fotodetector de elemento único, en cuyo caso la anchura del haz luminoso combinado podría moverse a lo largo del detector o el detector podría moverse por la anchura del haz luminoso combinado.

Se prefiere, aunque no se requiere, el uso de una lente de enfoque, un primer y segundo colimador y una o dos lentes de conjugación.

Aunque se han descrito varias realizaciones de la invención, resultará evidente para aquellos con conocimientos básicos en la técnica que pueden realizarse modificaciones a dichas realizaciones sin traspasar el alcance de la invención, como se define en las siguientes reivindicaciones y sus equivalentes.

Claims

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```
1. Un sistema de formación de imágenes que comprende:

una consola de ultrasonidos (396) que tiene una entrada de serie, un procesador de imágenes de ultrasonidos y un dispositivo visualizador;

un interferómetro (391) que comprende un fotodetector multielemento (392) que incluye una pluralidad de salidas paralelas (394); y

un dispositivo de ultrasonidos (399) con una salida (399a) acoplada a la consola de ultrasonidos (396), caracterizado por:

un conversor de serie a paralelo (398) que acopla eléctricamente la pluralidad de salidas paralelas (394) del fotodetector multielemento (392) a una entrada de serie de la consola de ultrasonidos (396),

en el que la consola de ultrasonidos (396) procesa datos proporcionados por el interferómetro (391) para formar una imagen para su visualización.
2. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 1, en el que el interferómetro (391) comprende un catéter.
3. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 1, en el que el dispositivo de ultrasonidos (399) comprende un catéter.
4. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 1, en el que la consola de ultrasonidos (396) está configurada para procesar datos en serie analógicos y el conversor de serie a paralelo (398) está adaptado para proporcionar datos de serie analógicos a la consola de ultrasonidos (396).
5. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 1, en el que la consola de ultrasonidos (396) procesa datos de serie analógicos y el conversor de serie a paralelo (398) está adaptado para proporcionar datos de serie analógicos a la consola de ultrasonidos (396).
6. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 1, en el que el interferómetro (391) comprende dos fotodetectores multielemento (224, 226), comprendiendo cada uno una pluralidad de salidas paralelas (394) acopladas al conversor de serie a paralelo (398).
7. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 1, en el que el interferómetro (391) comprende además: una fuente de luz (102);

un medio (104) para crear un haz luminoso de muestra y un haz luminoso de referencia a partir de la luz de la fuente luminosa (102);

un medio para transmitir el haz luminoso de muestra a una muestra;

un medio para introducir un retardo temporal en al menos uno de un segundo haz luminoso de muestra recibido de la muestra y el haz luminoso de referencia; y

un medio para combinar el segundo haz luminoso de muestra con el haz luminoso de referencia para formar un haz luminoso combinado para que el detector lo detecte (392).
8. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 7, en el que el medio para combinar el segundo haz luminoso de muestra y el haz luminoso de referencia es un divisor del haz (120).
9. El sistema de imágenes de la reivindicación 7, en el que el medio para introducir un retardo temporal y los medios para combinar el segundo haz luminoso de muestra y el haz luminoso de referencia es una rejilla de difracción (118).
10. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 7, en el que:

el medio para introducir un retardo temporal es una rejilla de difracción (118) que introduce el retardo temporal al haz luminoso de referencia; y

el medio para combinar el segundo haz luminoso de muestra y el haz luminoso de referencia es un divisor del haz (120).
11. El sistema de imágenes de la reivindicación 7, en el que el medio para formar los haces luminosos de muestra y referencia es un primer divisor del haz (104) y el medio para combinar el segundo haz de muestra y el haz luminoso de referencia es un segundo divisor del haz (120).
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12. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 1, en el que el interferómetro (391) comprende además:

una fuente luminosa de baja coherencia (102);

un primer divisor del haz (104) en comunicación con la fuente de luz (102) para dividir la luz de la fuente de luz (102) en un primer haz luminoso de muestra para ser dirigida a una muestra (119) y un haz luminoso de referencia;

una rejilla de difracción (118) en comunicación con el primer divisor del haz (104) para recibir el haz luminoso de referencia del primer divisor de haces (104) y para difractar el haz luminoso de referencia; y

un segundo divisor del haz (120) posicionado para recibir un segundo haz luminoso de muestra desde la muestra (119), estando el segundo divisor del haz (120) en comunicación con la rejilla de difracción (118) para recibir el haz luminoso de referencia difractado, en el que el segundo haz luminoso de muestra y el haz luminoso de referencia difractado se combinan en el segundo divisor del haz (120) para formar un haz luminoso combinado; y

un detector (392) posicionado para recibir el haz luminoso combinado del segundo divisor del haz.
13. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 12, en el que al menos uno del primer divisor del haz (104) y el segundo divisor del haz (120) es un divisor del haz no del tipo 50/50.
14. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 13, en el que:

el primer divisor del haz (104) es un divisor del haz aproximadamente 50/50; y

el segundo divisor del haz (120) dirige más de la mitad de la energía luminosa en el segundo haz luminoso de muestra al haz combinado y dirige menos de la mitad de la energía luminosa en el haz luminoso de referencia al haz combinado.
15. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 14, en el que el segundo divisor del haz (120) dirige sustancialmente más de la mitad de la energía luminosa en el segundo haz luminoso de muestra en el haz luminoso combinado y dirige sustancialmente menos de la mitad de la energía luminosa en el haz luminoso de referencia al haz combinado.
16. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 5, en el que la rejilla de difracción (118) es una rejilla de difracción reflectante, una rejilla de difracción transparente o un modulador acusto-óptico.
17. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 14, en el que el detector (392) es un fotodetector multielemento que comprende una pluralidad de salidas paralelas (394), comprendiendo además el sistema:

un conversor de serie a paralelo (398) acoplado eléctricamente entre la salida (394) del detector y la entrada de la consola de ultrasonidos (396), comprendiendo el conversor de serie a paralelo una pluralidad de entradas, estando cada entrada acoplada a una respectiva de una pluralidad de salidas (394) del detector (392), para convertir la salida de datos paralela por la pluralidad de salidas (394) del detector (392) en datos de serie,

el conversor de serie a paralelo (398) que tiene una salida acoplada a la entrada de la consola de ultrasonidos (396) para proporcionar los datos de serie a la consola de ultrasonidos (396) para su procesamiento en imagen.
18. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 12, en el que el primer divisor del haz (104) dirige más de la mitad de la energía luminosa recibida de la fuente de luz (102) en el haz luminoso de muestra y menos de la mitad de la energía luminosa recibida de la fuente de luz (102) en el haz luminoso de referencia.
19. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 18, que comprende además un circulador óptico (204), en el que el haz luminoso de muestra es dirigido a la muestra a través del circulador óptico (204) y el segundo haz luminoso de muestra es dirigido al segundo divisor del haz (120) a través del circulador óptico (204).
20. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 19, en el que el segundo divisor del haz (120) dirige sustancialmente más de la mitad de la energía luminosa recibida de la fuente de luz (102) en el haz luminoso de muestra y sustancialmente menos de la mitad de la energía luminosa recibida de la fuente de luz (102) en el haz luminoso de referencia.
21. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 20, en el que el segundo divisor del haz (120) es un divisor del haz de aproximadamente 50/50 (222) y el segundo haz luminoso de muestra y el haz luminoso de referencia se combinan en el segundo divisor del haz (222) para formar el primer y segundo haces luminosos combinados, siendo detectado el primer haz luminoso por el primer detector (224); y

el interferómetro comprende además y segundo detector (226) para detectar el segundo haz luminoso.
22. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 21, en el que el primer y segundo detectores (224, 226) son ambos fotodetectores multielemento que comprenden una pluralidad de salidas paralelas, comprendiendo además el sistema:

un conversor de serie a paralelo (398) acoplado eléctricamente entre la salida del detector y la entrada de la consola de ultrasonidos (396), comprendiendo el conversor de serie a paralelo (398) una pluralidad de entradas, estando acoplada cada entrada a la respectiva de una pluralidad de salidas (394) del detector, para convertir la salida de datos paralela por la pluralidad de salidas (394) del detector en datos de serie, el conversor de serie a paralelo (398) que tiene una salida acoplada a la entrada de la consola de ultrasonidos (396) para proporcionar los datos de serie a la consola de ultrasonidos (396) para su procesamiento en imagen.
23. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 12, que comprende además una lente de enfoque (110) para enfocar el haz luminoso de muestra en la muestra y para enfocar el segundo haz luminoso de muestra.
24. Un sistema de formación de imágenes como se reivindica en la reivindicación 1 en el que el interferómetro (391) comprende además:

una fuente de luz de baja coherencia (102);

un primer divisor del haz de óptica de fibras (104);

un primer trayecto óptico que acopla ópticamente la fuente de luz (102) al primer divisor del haz (104), en el que el primer divisor del haz (104) divide la luz recibida de la fuente de luz (102) en un haz luminoso de muestra y un haz luminoso de referencia;

un segundo trayecto óptico que acopla ópticamente el primer divisor del haz (104) a una muestra y que acopla un segundo haz luminoso de muestra de la muestra al primer divisor del haz (104);

un segundo divisor del haz (120);

un tercer trayecto óptico que acopla ópticamente el primer divisor del haz (104) al segundo divisor del haz (120) para transmitir el segundo haz luminoso de muestra, al menos en parte, desde el primer divisor del haz (104) al segundo divisor del haz (120);

una rejilla de difracción (118);

un cuarto trayecto óptico que acopla ópticamente el primer divisor del haz (104) a la rejilla de difracción (118) para transmitir el haz luminoso de referencia, al menos en parte, a la rejilla de difracción (118);

en el que el segundo divisor del haz (120) está posicionado para recibir el haz luminoso de referencia difractado y el haz luminoso de referencia y el segundo haz luminoso de muestra se combinan en el segundo divisor del haz (120) para formar un haz luminoso combinado; y

estando el fotodetector multielemento posicionado para recibir el haz luminoso combinado;

el conversor de serie a paralelo (398) que comprende una pluralidad de entradas, estando cada entrada acoplada a la respectiva de la pluralidad de salidas (394) del detector (392), para convertir la salida de datos paralela por la pluralidad de salidas (394) del detector (392) en datos de serie,

teniendo el conversor de serie a paralelo (398) una salida acoplada a la salida de la consola de ultrasonidos (396) para proporcionar los datos de serie a la consola de ultrasonidos (396) para su procesamiento en imagen.
25. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 24, en la que:

el primer divisor del haz (104) es un divisor del haz de aproximadamente 50/50; y

el segundo divisor del haz (120) dirige más de la mitad de la energía luminosa recibida de la fuente de luz (102) en el haz luminoso de muestra y menos de la mitad de la energía luminosa recibida de la fuente de luz (102) en el haz luminoso de referencia.
26. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 25, que comprende además un catéter y una fibra óptica (108) dentro del catéter, en el que el segundo trayecto óptico está acoplado ópticamente a la fibra óptica (108) dentro del catéter.
27. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 24, que comprende además una lente de enfoque (110), en la que el segundo trayecto óptico acopla ópticamente el primer divisor del haz (104) a la lente de enfoque (110), para enfocar el haz luminoso de muestra en la muestra y para enfocar el segundo haz luminoso de muestra.
28. Un sistema de formación de imágenes como se reivindica en la reivindicación 1 en el que:

el interferómetro (391) comprende además:

una fuente de luz de baja coherencia (102);

un primer divisor del haz de óptica de fibras (202);

una primera fibra óptica (106) que acopla ópticamente la fuente luminosa (102) al primer divisor del haz (202), en el que el primer divisor del haz (202) divide la luz recibida de la fuente de luz (102) en un haz luminoso de muestra y un haz luminoso de referencia;

un circulador óptico (204) que tiene un primer puerto, un segundo puerto y un tercer puerto, en el que la entrada de luz al primer puerto sale al circulador óptico (204) del segundo puerto y la luz que entra el segundo puerto sale al circulador óptico (204) desde el tercer puerto;

una segunda fibra óptica (206) que acopla ópticamente el primer divisor del haz (202) al primer puerto del circulador óptico (204);

una tercera fibra óptica (208) que acopla ópticamente el segundo puerto del circulador óptico (204) a la muestra (119) y que acopla ópticamente un segundo haz luminoso de muestra desde la muestra (119) al segundo puerto;

un segundo divisor del haz (222);

una cuarta fibra óptica (210) que acopla ópticamente el tercer puerto del circulador óptico (204) al segundo divisor del haz (222), en el que la tercera fibra óptica (208) transmite el segundo haz luminoso de muestra, al menos en parte, desde el tercer puerto al segundo divisor del haz (222);

una rejilla de difracción (118);

una quinta fibra óptica (220) que acopla ópticamente el primer divisor del haz (202) a la rejilla de difracción (118) para transmitir el haz luminoso de referencia, al menos en parte, a la rejilla de difracción (118);

estando el segundo divisor del haz (222) posicionado para recibir el haz luminoso de referencia difractado de la rejilla de difracción (118), en el que el haz luminoso de referencia y el segundo haz luminoso de muestra se combinan en el divisor del haz (222) para formar un haz luminoso combinado; y

el fotodetector multielemento (392) posicionado para recibir el haz combinado; y

el conversor de serie a paralelo (398) que comprende una pluralidad de entradas, estando cada entrada acoplada a la respectiva de la pluralidad de salidas del detector, para convertir la salida de datos paralela por la pluralidad de salidas del detector en datos de serie,

teniendo el conversor de serie a paralelo (398) una salida acoplada a la entrada de la consola de ultrasonidos (396) para proporcionar los datos de serie a la consola de ultrasonidos (396) para su procesamiento en imagen.
29. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 28, en el que la luz recibida de la fuente de luz (102) tiene una energía y el primer divisor del haz (202) divide la luz en un haz luminoso de muestra que tiene más de la mitad de la energía de la luz y un haz luminoso de referencia que tiene menos de la mitad de la energía de la luz.
30. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 29, en el que el segundo divisor del haz (222) es un divisor del haz de aproximadamente 50/50 y el segundo haz luminoso de muestra y el haz luminoso de referencia se combinan en el segundo divisor del haz (222) para formar el primer y segundo haces luminosos, en el que el primer haz luminoso combinado es recibido por el primer fotodetector multielemento (224); y

el interferómetro comprende además un segundo fotodetector multielemento (226) posicionado para recibir un segundo haz combinado del segundo divisor del haz, comprendiendo el segundo fotodetector multielemento (226) una pluralidad de salidas paralelas acopladas al conversor de serie a paralelo.
31. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 28 o la reivindicación 31, comprendiendo además un catéter y una fibra óptica (108) dentro del catéter, en el que la tercera fibra óptica (208) está acoplada ópticamente a la fibra óptica (108) dentro del catéter.
32. El sistema de formación de imágenes de la reivindicación 28, comprendiendo además una lente de enfoque (110) para enfocar el haz luminoso de muestra de la tercera fibra óptica (208) en la muestra y para enfocar el segundo ha luminoso de muestra en la tercera fibra óptica (208).
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33. Un procedimiento de análisis de una superficie que comprende los siguientes pasos:

utilización de un dispositivo de ultrasonidos que tiene un transductor de ultrasonidos para emitir ondas de ultrasonidos que estén reflejadas por la superficie y produzcan una señal de eco en el transductor de ultrasonidos;

transmisión de la señal de eco del transductor de ultrasonidos a una consola de ultrasonidos que comprende una entrada de serie, un procesador de imágenes de ultrasonidos y un dispositivo visualizador;

formación de un haz luminoso de muestra y un haz luminoso de referencia con un interferómetro, transmitiendo el haz luminoso de muestra a la superficie, combinando la luz recibida de la superficie con el haz luminoso de referencia en un haz luminoso combinado y detectando el haz luminoso combinado con un detector multielemento para producir una pluralidad de señales eléctricas paralelas, caracterizado por:

el acoplamiento del interferómetro a la consola de ultrasonidos;

el procesamiento de datos del interferómetro por el procesador de ultrasonidos que comprende:

la conversión de las señales eléctricas paralelas procesadas en una señal de serie; y

el suministro de una señal de serie al procesador de ultrasonidos para su procesamiento en una imagen.