ES2329963B1 - PROCEDURE FOR LIGHTING AND DATA ACQUISITION FOR OPTICAL TOMOGRAPHY AND SYSTEM FOR APPLICATION. - Google Patents

PROCEDURE FOR LIGHTING AND DATA ACQUISITION FOR OPTICAL TOMOGRAPHY AND SYSTEM FOR APPLICATION. Download PDF

Info

Publication number
ES2329963B1
ES2329963B1 ES200701407A ES200701407A ES2329963B1 ES 2329963 B1 ES2329963 B1 ES 2329963B1 ES 200701407 A ES200701407 A ES 200701407A ES 200701407 A ES200701407 A ES 200701407A ES 2329963 B1 ES2329963 B1 ES 2329963B1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
optical
point
interface
lighting
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES200701407A
Other languages
Spanish (es)
Other versions
ES2329963A1 (en
Inventor
Ignacio Iglesias Casarrubios
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universidad de Murcia
Original Assignee
Universidad de Murcia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universidad de Murcia filed Critical Universidad de Murcia
Priority to ES200701407A priority Critical patent/ES2329963B1/en
Publication of ES2329963A1 publication Critical patent/ES2329963A1/en
Application granted granted Critical
Publication of ES2329963B1 publication Critical patent/ES2329963B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/4795Scattering, i.e. diffuse reflection spatially resolved investigating of object in scattering medium

Abstract

Procedimiento para la iluminación y adquisición de datos para tomografía óptica y sistema para su aplicación.Procedure for lighting and acquisition of data for optical tomography and system for its application.

La invención se basa en la utilización de un sistema de barrido doble en el que se utilizan dos sistemas ópticos desacoplados de tal forma que uno conduce la luz que sirve para iluminar o excitar fluoróforos en el interior de la muestra mediante la generación de un conjunto de fuentes puntuales sobre la superficie y el otro contiene la luz emitida por el objeto -bien sea luz procedente de procesos de difusión o scattering o luz de fluorescencia- para otro conjunto de puntos que actúan como emisores también situados sobre la superficie. Ambos sistemas ópticos se ajustan de forma dinámica a la topografía de la interfase para mantener las condiciones de iluminación y registro para todos los puntos sobre la interfase. Para ello se utiliza bien una fuente puntual auxiliar, bien la propia fuente de iluminación/excitación junto con un fotodetector puntual auxiliar adicional o el anterior modificándose punto a punto los sistemas ópticos para maximizar la intensidad registrada.The invention is based on the use of a double scanning system in which two optical systems are used decoupled so that one conducts the light that serves to illuminate or excite fluorophores inside the sample by generating a set of point sources on the surface and the other contains the light emitted by the object - well be light from diffusion or scattering processes or light from fluorescence - for another set of points that act as emitters also located above the surface. Both systems optics dynamically fit the topography of the interface to maintain lighting and registration conditions for all points on the interface. For this it is used well an auxiliary point source, either the source itself lighting / excitation together with an auxiliary spot photodetector additional or the previous modifying point to point systems optics to maximize the recorded intensity.

Description

Procedimiento para la iluminación y adquisición de datos para tomografía óptica y sistema para su aplicación.Procedure for lighting and acquisition of data for optical tomography and system for its application.

Objeto de la invenciónObject of the invention

La presente invención se refiere a un sistema de iluminación y adquisición de datos, especialmente concebido para tomografía óptica.The present invention relates to a system of lighting and data acquisition, specially designed for optical tomography

El objeto de la invención es proporcionar una implementación práctica mejorada y no invasiva de la técnica de tomografía óptica respecto a sistemas anteriores.The object of the invention is to provide a Improved and non-invasive practical implementation of the technique of optical tomography with respect to previous systems.

La invención se sitúa en el ámbito de las tecnologías de aplicación médica e investigación en biomedicina.The invention falls within the scope of medical application technologies and research in biomedicine

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Existen dos modalidades de tomografía óptica en medios altamente difusores (o de alto scattering): tomografía óptica de difusión y tomografía óptica de fluorescencia. La primera, se basa en la utilización de radiación correspondiente a las longitudes de onda ópticas para la localización tridimensional y la cuantificación de regiones de absorción o difusión en tejidos biológicos. La modalidad de tomografía óptica de fluorescencia, también utiliza luz pero, en este caso, con el fin de localizar tridimensionalmente y cuantificar distribuciones de moléculas fluorescentes (fluoroforos o fluorocromos) en tejidos biológicos.There are two modalities of optical tomography in highly diffusing media (or high scattering ): diffusion optical tomography and fluorescence optical tomography. The first is based on the use of radiation corresponding to optical wavelengths for three-dimensional localization and quantification of absorption or diffusion regions in biological tissues. The fluorescence optical tomography modality also uses light but, in this case, in order to locate three-dimensionally and quantify distributions of fluorescent molecules (fluorophors or fluorochromes) in biological tissues.

Frente a otros sistemas de tomografía, la utilización de radiación electromagnética en las frecuencias ópticas no produce los efectos nocivos asociados al uso de radiación ionizante, tal como la empleada en otros sistemas de tomografía -por ejemplo, rayos X en CT- y se ha propuesto como técnica de detección precoz del cáncer de mama o de monitorización constante de la hemodinámica cerebral en recién nacidos.Compared to other tomography systems, the use of electromagnetic radiation at frequencies Optics does not produce the harmful effects associated with the use of ionizing radiation, such as that used in other systems of tomography - for example, x-rays in CT - and has been proposed as Breast cancer screening or monitoring technique Constant cerebral hemodynamics in newborns.

La tomografía óptica de fluorescencia, además de la ventaja anterior, permite monitorizar tridimensionalmente numerosos procesos biológicos relacionados con la expresión génica, presencia y activación de moléculas o nanopartículas, seguimiento de fármacos, etc. incluso en animales de laboratorio "in vivo". Existe una investigación intensa en la mejora de las capacidades de marcadores fluorescentes para la reducción de su toxicidad, funcionalización, ampliación de variedad en frecuencias espectrales de excitación/emisión, transporte, etc. A corto plazo, es previsible la aparición de marcadores fluorescentes inocuos que permita usar esta técnica en diversas aplicaciones en humanos.Fluorescence optical tomography, in addition to the previous advantage, allows three-dimensional monitoring of biological processes related to gene expression, presence and activation of molecules or nanoparticles, drug monitoring, etc. even in laboratory animals " in vivo ". There is intense research in the improvement of the capabilities of fluorescent markers to reduce their toxicity, functionalization, widening of the spectral frequencies of excitation / emission, transport, etc. In the short term, the appearance of harmless fluorescent markers that allow this technique to be used in various human applications is predictable.

A pesar de las ventajas señaladas, la utilización de luz presenta también inconvenientes asociados a las características de la propagación de este tipo de radiación en los tejidos que hacen difícil la extracción de información sobre el medio. La propagación, a diferencia de lo que ocurre en medios transparentes como el aire o los líquidos, se caracteriza por la absorción y la existencia de numerosos procesos de difusión (o scattering) provocando que la trayectoria de los fotones cambie muchas veces de dirección de forma aleatoria hasta emerger de la muestra donde pueden ser detectados. En estos medios, la propagación de la luz se modela físicamente utilizando ecuaciones de difusión; al contrario que en medios transparentes donde se emplean modelos deterministas utilizando los principios de la óptica ondulatoria o geométrica.Despite the advantages indicated, the use of light also has drawbacks associated with the characteristics of the propagation of this type of radiation in the tissues that make it difficult to extract information about the environment. The propagation, unlike what happens in transparent media such as air or liquids, is characterized by the absorption and existence of numerous diffusion processes ( or scattering ) causing the photon trajectory to change direction in many ways randomized until emerging from the sample where they can be detected. In these media, the propagation of light is physically modeled using diffusion equations; unlike in transparent media where deterministic models are used using the principles of wave or geometric optics.

Muy esquemáticamente, la implementación práctica de las técnicas de tomografía óptica conlleva la iluminación del tejido y el análisis de la luz difundida. Tanto la fuente de iluminación como el dispositivo de análisis de la luz deben ser, si el sistema es no invasivo, necesariamente externos, lo cual obliga a tener en cuenta que los objetos de interés (por ejemplo, una muestra biológica) están constituidos por medios, en general, altamente difusores (tejidos) rodeados de regiones no difusoras (el aire o fluidos), es decir, la existencia de dos regímenes de propagación en el problema. Sin entrar en detalles, este hecho requiere registrar e incluir la superficie de interfase en el modelo físico utilizado para la interpretación de los datos; modelo que justifica, a su vez, el método computacional de reconstrucción tomográfica.Very schematically, the practical implementation of optical tomography techniques involves the illumination of tissue and diffused light analysis. Both the source of lighting as the light analysis device should be, if the system is non-invasive, necessarily external, which forces to keep in mind that the objects of interest (for example, a biological sample) are constituted by means, in general, highly diffusers (tissues) surrounded by non-diffusing regions (the air or fluids), that is, the existence of two regimes of Spread in the problem. Without going into details, this fact requires registering and including the interface surface in the physical model used to interpret the data; model which justifies, in turn, the computational method of reconstruction tomographic

El esquema del proceso de adquisición de datos consiste en iluminar un punto de la superficie de interfase, utilizando luz pulsada o continua, y medir la intensidad de la luz que emerge en otro punto con un fotodetector. Repitiendo esta operación para diferentes puntos, tanto de iluminación como de registro, se construye una matriz de datos que se utiliza en algoritmos matemáticos de reconstrucción tomográfica de las regiones de absorción, en el caso de tomografía óptica de difusión, o de distribución de emisores fluorescentes, en tomografía óptica de fluorescencia.The scheme of the data acquisition process consists of illuminating a point on the interface surface, using pulsed or continuous light, and measure the intensity of the light that emerges at another point with a photodetector. Repeating this operation for different points, both lighting and record, a data matrix is built that is used in mathematical tomographic reconstruction algorithms of the regions absorption, in the case of diffusion optical tomography, or distribution of fluorescent emitters, in optical tomography of fluorescence.

Tradicionalmente, el esquema de registro de datos anterior, y la solución del problema de cambio de régimen de propagación, se ha implementado utilizando fibras ópticas en contacto con la interfase por un extremo y acopladas alternadamente a emisores de luz o fotodetectores por el otro.Traditionally, the registration scheme of previous data, and the solution of the problem of regime change propagation, has been implemented using optical fibers in interface contact at one end and alternately coupled to light emitters or photodetectors on the other.

La utilización de fibras ópticas en contacto tiene varios inconvenientes. Por un lado, hay que acoplar y mantener estables, durante el procedimiento de medida, los extremos de las fibras ópticas sobre la superficie, por ejemplo, en contacto con la piel. También, la densidad de fibras que pueden empaquetarse para funcionar como emisores o detectores, impone un límite a la densidad de puntos de iluminación y registro comprometiendo la densidad de la matriz de datos y, como consecuencia, la resolución del sistema de tomografía. Finalmente, es necesario utilizar, previa o posteriormente a la colocación de las fibras, un método independiente para determinar la topografía de la superficie de contacto que puede incorporar errores si existen discrepancias entre esta medida y la situación de superficie cuando se obtuvieron los datos de intensidad.The use of optical fibers in contact It has several drawbacks. On the one hand, you have to couple and keep the extremes stable during the measurement procedure of optical fibers on the surface, for example, in contact with the skin. Also, the density of fibers that can be packaged to function as emitters or detectors, it imposes a limit on the density of lighting and registration points compromising the density of the data matrix and, as a consequence, the resolution of the tomography system. Finally, it is necessary to use, prior  or after the placement of the fibers, a method independent to determine the surface topography of contact that can incorporate errors if there are discrepancies between this measure and the surface situation when they were obtained Intensity data

Recientemente, presentados como un avance en tomografía óptica de fluorescencia, se han propuesto sistemas experimentales y métodos sin contacto, es decir, sin requerir acoplar fibras ópticas al tejido. En estos sistemas, se incluye, en el modelo físico, la propagación en aire de la luz emitida por un objeto y se utiliza una cámara de CCD en aire; sin embargo, continúa siendo necesario mantener en contacto las fuentes y determinar la topografía de la superficie con un sistema adicional de fotogrametría y establecer y registrar puntos de control para asegurar el ajuste.Recently, presented as a breakthrough in fluorescence optical tomography, systems have been proposed experimental and contactless methods, that is, without requiring couple optical fibers to the fabric. In these systems, it is included, in the physical model, the propagation in air of the light emitted by a object and a CCD camera is used in air; but nevertheless, it is still necessary to keep in touch the sources and determine surface topography with an additional system of photogrammetry and establish and register control points for Secure the fit.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

El sistema de iluminación y adquisición de datos para tomografía óptica que la invención propone, resuelve, de forma plenamente satisfactoria, la problemática anteriormente expuesta en los distintos aspectos comentados. En particular: simplifica el procedimiento, no compromete la densidad de datos e integra el registro de la topografía de la superficie con el sistema de iluminación o registro.The lighting and data acquisition system for optical tomography that the invention proposes, solves, in a way fully satisfactory, the problem described above in the different aspects commented. In particular: simplify the procedure, does not compromise data density and integrates the registration of the surface topography with the system of lighting or registration.

Para ello, la invención se basa en la utilización de un sistema de barrido doble en el que se utilizan dos haces de luz desacoplados sustituyendo a las fibras ópticas antes mencionadas, de tal forma que, uno se emplea para iluminar la muestra en un conjunto de puntos sobre la superficie de interfase, por ejemplo, aire-tejido; y el otro está formado por la luz emitida desde otro conjunto de puntos situados también sobre la superficie. La luz contenida en este último haz para cada punto emisor se analiza con un fotodetector. Almacenándose en la memoria de un ordenador, estas medidas son utilizadas posteriormente para la reconstrucción tomográfica.For this, the invention is based on the use of a double scanning system in which they are used two decoupled light beams replacing the optical fibers mentioned above, so that, one is used to illuminate the shows in a set of points on the interface surface, for example, air-tissue; and the other is formed by the light emitted from another set of points also located above the surface. The light contained in this last beam for each point emitter is analyzed with a photodetector. Being stored in memory of a computer, these measures are subsequently used to tomographic reconstruction

Para generar fuentes de luz sobre la superficie de interfase, homogéneas y puntuales (de pequeña extensión), el haz de iluminación debe focalizarse sobre diferentes puntos de la superficie.To generate light sources on the surface of interface, homogeneous and punctual (of small extension), the beam lighting should focus on different points of the surface.

Con el fin de que la señal del fotodetector se corresponda con la luz emitida desde un área puntual -de extensión correspondiente a la imagen que el sistema óptico de registro genera del área efectiva (o sensitiva) del fotodetector- sobre la superficie de interfase, se debe ajustar este sistema óptico para que el plano conjugado de imagen de la superficie sensitiva del fotodetector a través del sistema, coincida con la superficie de interfase en esa localización o, de forma equivalente, la superficie de interfase quede enfocada sobre el superficie sensitiva del fotodetector para cada punto.In order that the photodetector signal is corresponds to the light emitted from a specific area - of extension corresponding to the image that the optical recording system generates the effective (or sensitive) area of the photodetector - on the interface surface, this optical system must be adjusted to that the conjugate image plane of the sensitive surface of the photodetector through the system, match the surface of interface at that location or, equivalently, the interface surface is focused on the sensitive surface of the photodetector for each point.

El ajuste de foco, tanto en el haz de iluminación como en el haz correspondiente al sistema óptico de registro, dependerá de cómo se implemente el transporte o relay del campo electromagnético desde la fuente a la superficie y desde la superficie al detector. Puede realizarse, por ejemplo, mediante el desplazamiento de una lente sobre una unidad de translación, el cambio controlado en la longitud del sistema óptico, el incremento de distancia entre el sistema óptico y la superficie o cualquier otro medio opto- mecánico u opto-electrónico de cambio de fase en los haces.The focus adjustment, both in the lighting beam and in the beam corresponding to the optical recording system, will depend on how the transport or relay of the electromagnetic field is implemented from the source to the surface and from the surface to the detector. It can be done, for example, by moving a lens on a translation unit, controlled change in the length of the optical system, increasing distance between the optical system and the surface or any other opto-mechanical or opto-electronic means of phase change in the beams.

En el caso de utilizar un sistema óptico de relay con lentes y, dentro de las diferentes posibilidades que admite esta opción, usando el desplazamiento de una de ellas como método de ajuste, en el sistema que se preconiza participa una fuente puntual -que puede estar constituida por un láser, una lente de apertura numérica relativamente alta, y un pinhole o máscara opaca con una pequeña abertura- mediante la cual se ilumina la superficie de interfase utilizando una pareja de lentes interpuestas entre ambos elementos, de manera que, mediante un divisor de haz entre las dos lentes anteriores y una lente adicional que recoge la luz devuelta por el tejido (o, de forma equivalente, emitida por la superficie de interfase) y reflejada en el divisor, se registra mediante un fotodetector con área activa tal que resulte intrínsecamente puntual o bien que resulte puntual en virtud del empleo de un pinhole adicional.In the case of using an optical relay system with lenses and, within the different possibilities that this option admits, using the displacement of one of them as an adjustment method, a specific source is involved in the system that is recommended - which may be constituted by a laser, a relatively high numerical aperture lens, and an opaque pinhole or mask with a small aperture- through which the interface surface is illuminated using a pair of lenses interposed between both elements, so that, by means of a divider beam between the two previous lenses and an additional lens that collects the light returned by the tissue (or, equivalently, emitted by the interface surface) and reflected in the splitter, is recorded by a photodetector with active area such that it results intrinsically punctual or that it is punctual by virtue of the use of an additional pinhole .

Este esquema sirve para construir un sistema de iluminación puntual sobre la interfase. Mediante la variación de la distancia entre la lente más próxima a la superficie y esta última, se obtienen diferentes valores de intensidad en el detector, correspondiendo la intensidad máxima a la posición de mejor foco de la fuente puntual sobre la interfase o, de forma equivalente, el mejor enfoque de la superficie sobre el fotodetector puntual. Fijando esta distancia, el área activa del detector queda conjugada ópticamente con la superficie, que estará iluminada con una fuente de luz que es replica de la fuente puntual modificada por la difracción del sistema óptico. El fotodetector tiene en este caso un carácter auxiliar ya que su uso se limita al ajuste del sistema óptico de iluminación.This scheme serves to build a system of spot lighting on the interface. By varying the distance between the lens closest to the surface and the latter, different intensity values are obtained in the detector, the maximum intensity corresponding to the best focus position of the point source on the interface or, equivalently, the better focus of the surface on the spot photodetector. Setting this distance, the active area of the detector is conjugated optically with the surface, which will be illuminated with a fountain of light that is replica of the point source modified by the diffraction of the optical system. The photodetector has in this case an auxiliary character since its use is limited to the system setting optical lighting.

El sistema óptico de registro que se preconiza está formado por componentes equivalentes a los anteriores, incluyendo una fuente de iluminación puntual. El procedimiento anterior de búsqueda del mejor foco se aplica también en este caso. Desplazando la lente más próxima a la interfase, se encontrará, en un momento dado, una posición que producirá la máxima intensidad que se corresponderá con la situación en la que el sistema óptico de registro esté enfocado. Fijando esta posición y apagando la fuente, el fotodetector medirá la intensidad correspondiente al flujo de luz emitido por el objeto -generado por una fuente de iluminación en una posición diferente sobre la superficie de interfase generada por el haz de iluminación- a través de un área en la superficie de interfase de extensión correspondiente al área equivalente, de acuerdo con los aumentos del sistema, de la apertura del pinhole en el plano de la interfase con la limitación en captación de frecuencias espaciales impuesta por la apertura numérica del sistema. En este caso, la fuente puntual tiene un carácter auxiliar ya que su uso se limita al ajuste del sistema óptico registro.The optical recording system that is recommended is made up of components equivalent to the previous ones, including a point lighting source. The above procedure for finding the best focus also applies in this case. By moving the lens closest to the interface, you will find, at any given time, a position that will produce the maximum intensity that will correspond to the situation in which the optical recording system is focused. By setting this position and turning off the source, the photodetector will measure the intensity corresponding to the flow of light emitted by the object - generated by a lighting source in a different position on the interface surface generated by the lighting beam - through an area in the extension interface surface corresponding to the equivalent area, in accordance with the increases in the system, of the pinhole opening in the interface plane with the limitation in space frequency acquisition imposed by the numerical opening of the system. In this case, the point source has an auxiliary nature since its use is limited to the adjustment of the optical registration system.

Se debe tener en cuenta que la precisión en el ajuste de los parámetros de los sistemas de conjugación óptica -o lo que es equivalente, la precisión en la determinación de la superficie de interfase- depende del tamaño del pinhole y de la apertura numérica. En la implementación práctica del método que la invención propone debe considerarse este hecho y tener en cuenta que una alta precisión en la topografía puede comprometer, dependiendo de la aplicación concreta, la detectabilidad del flujo que atraviesa la interfase si se utiliza el mismo detector puntual y sistema óptico para ambas tareas: ajuste de la óptica mediante luz reflejada en la interfase y análisis del flujo transmitido a través de la interfase. Teniendo en cuenta esto, se preconiza como alternativa utilizar dos fotodetectores puntuales con diferentes áreas sensitivas en el haz de registro, uno auxiliar dedicado al ajuste de los parámetros ópticos de conjugación con la interfase y otro a la detección de flujo transmitido a través de ella. En el sistema de iluminación, se podrían utilizar, en caso necesario, dos fuentes de diferente extensión: una puntual auxiliar dedicada al ajuste de los parámetros ópticos de conjugación y otra de diferente extensión para formar una fuente de iluminación efectiva (para la excitación de la fluorescencia o como origen de luz difundida) sobre la interfase.It should be taken into account that the accuracy in the parameter setting of optical conjugation systems -o what is equivalent, the accuracy in determining the interface surface- depends on the size of the pinhole and the numerical opening In the practical implementation of the method that the proposed invention should consider this fact and take into account that high accuracy in topography can compromise, depending on the specific application, the flow detectability that crosses the interface if the same point detector is used and optical system for both tasks: optics adjustment by light reflected at the interface and analysis of the flow transmitted to through the interface. Given this, it is recommended as alternative use two point photodetectors with different sensitive areas in the registration beam, an auxiliary dedicated to adjustment of the optical parameters of conjugation with the interface and another to the detection of flow transmitted through it. At lighting system, if necessary, two sources of different extension: a specific auxiliary dedicated to adjustment of the optical parameters of conjugation and another of different extension to form an effective lighting source (for the fluorescence excitation or as a source of diffused light) on  the interface

El método expuesto anteriormente de maximización del flujo de energía que atraviesa un pinhole para ajustar el haz de iluminación y registro localmente con la superficie de interfase es válido para otros sistemas alternativos de variación de foco.The above-mentioned method of maximizing the flow of energy that passes through a pinhole to adjust the illumination beam and register locally with the interface surface is valid for other alternative focus variation systems.

Tanto para conseguir enfocar el haz de iluminación como el sistema óptico (o haz) de registro para dos conjuntos de puntos, no necesariamente iguales, sobre la superficie, los sistemas anteriores se complementan con un mecanismo genérico de barrido; por ejemplo, introduciendo en el haz ángulos de inclinación con espejos móviles. La densidad de datos alcanzable dependerá de la resolución angular de los sistemas de introducción de inclinación y de la difracción.So much to get to focus the beam of lighting such as the optical system (or beam) for two sets of points, not necessarily equal, on the surface, the previous systems are complemented by a generic scanning mechanism; for example, by entering in the beam Tilt angles with moving mirrors. Data density achievable will depend on the angular resolution of the systems introduction of inclination and diffraction.

La incorporación del mecanismo anterior de barrido al sistema de ajuste de foco, permite que la topografía quede codificada en el parámetro ajustable -en el caso anterior, la posición de la lente- que puede almacenarse en la memoria de un ordenador y es congruente con la iluminación y el registro de información del flujo de luz emitido por la superficie de interfase.The incorporation of the previous mechanism of Sweep to focus adjustment system, allows topography it is codified in the adjustable parameter - in the previous case, the lens position - which can be stored in the memory of a computer and is congruent with the lighting and registration of information of the flow of light emitted by the surface of interface.

En el modo de reflexión, la invención propone también la simplificación del sistema mediante la posibilidad de combinación de los sistemas ópticos de iluminación y registro en uno solo, posteriormente a la introducción en cada uno de ellos de las correcciones de foco necesarias asociadas a sus respectivas coordenadas sobre la interfase mediante, por ejemplo, un divisor de haz o un espejo dicroico.In the mode of reflection, the invention proposes also the simplification of the system through the possibility of combination of optical lighting and registration systems in only one, after the introduction in each of them of the necessary focus corrections associated with their respective coordinates over the interface by, for example, a divisor of beam or a dichroic mirror.

El sistema puede simplificarse adicionalmente de varias maneras. Una primera es evitar el uso de la fuente auxiliar y limitar el ajuste de foco para un conjunto de puntos sobre la interfase sólo del haz de iluminación (o bien, evitar el uso de un fotodetector auxiliar limitando el ajuste de foco para un conjunto de puntos sobre la interfase sólo del haz de registro incorporando una fuente auxiliar). La información sobre la topográfica de la superficie de interfase obtenida en ese proceso puede ser utilizada para ajustar el sistema óptico de registro (o de iluminación) para esos mismos puntos u otros, extrapolando sobre los valores obtenidos. Esta implementación conlleva la perfecta caracterización de todo el sistema lo cual se reconoce difícil en la práctica.The system can be further simplified from Several ways. A first is to avoid using the auxiliary source and limit the focus setting for a set of points on the interface only of the lighting beam (or avoid using a auxiliary photodetector limiting the focus setting for a set of points on the interface only of the register beam incorporating an auxiliary source). The topographic information of the interface surface obtained in that process can be used to adjust the optical recording system (or lighting) to those same points or others, extrapolating over the values obtained. This implementation entails the perfect characterization of the entire system which is recognized difficult in practice.

Una segunda simplificación posible, teniendo en cuenta que los fotodetectores referidos no se utilizan en ningún caso simultáneamente, puede consistir en utilizar uno sólo, incorporando los componentes ópticos necesarios para llevar la luz emitida desde los puntos sobre la superficie a un fotodetector común mientras que se obturan adecuadamente los haces.A second possible simplification, taking into note that the referred photodetectors are not used in any case simultaneously, it may consist of using only one, incorporating the necessary optical components to carry the light emitted from points on the surface to a photodetector common while the beams are properly sealed.

La opción anterior consistente en utilizar sólo el haz de iluminación (o el de registro) para encontrar los parámetros de enfoque, no es posible si el sistema de tomografía opera en transmisión; los elementos auxiliares que sirven para ajustar los sistemas ópticos a la superficie deben, necesariamente, desacoplarse y duplicarse accediendo cada uno a una de las superficies de entrada y salida de la luz. Igual que anteriormente, y dado que los dos fotodetectores no se usan simultáneamente, podrían reducirse a uno en la práctica en las dos modalidades de difusión y fluorescencia.The previous option consisting of using only the illumination beam (or the record one) to find the focus parameters, it is not possible if the tomography system operates in transmission; the auxiliary elements that serve to adjust the optical systems to the surface must necessarily decouple and duplicate by accessing each one of the surfaces of entry and exit of the light. As before, and since the two photodetectors are not used simultaneously, could be reduced to one in practice in the two modalities of diffusion and fluorescence.

La invención, en cuanto al procedimiento y método de iluminación se refiere, es válida incluso si fuera necesario modular en el tiempo las fuentes de iluminación, como ocurre en la generación de ondas de densidad de fotones en tomografía óptica de difusión.The invention, regarding the procedure and lighting method is concerned, it is valid even if it were it is necessary to modulate lighting sources over time, such as occurs in the generation of photon density waves in diffusion optical tomography.

Asimismo, la invención es válida, en cuanto al procedimiento y método de ajuste del sistema óptico de registro, independientemente del tipo de análisis del flujo de luz transmitido a través de la superficie de interfase, ya sea la medida de la intensidad total o de otras características tales como variaciones de la intensidad en el tiempo, pruebas que impliquen diferentes longitudes de onda, análisis del espectro angular etc.Also, the invention is valid, as regards procedure and method of adjusting the optical recording system, regardless of the type of light flow analysis transmitted through the interface surface, either the measure of total intensity or other characteristics such as variations in intensity over time, tests that involve different wavelengths, angular spectrum analysis etc.

Descripción de los dibujosDescription of the drawings

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña, como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being performing and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical realization of it, is accompanied, as part member of that description, a set of drawings where, with illustrative and non-limiting nature, what has been represented next:

       \newpage\ newpage
    

La figura 1.- Muestra de forma esquemática el principio general del sistema de iluminación y registro para tomografía óptica que se propone.Figure 1.- Schematically shows the general principle of the lighting and registration system for Optical tomography proposed.

La figura 2.- Muestra, de forma esquemática, un sistema válido como sistema de iluminación o adquisición de datos para tomografía óptica utilizando una configuración de relay mediante lentes, realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención, representando un primer ejemplo de implementación práctica del método propuesto de ajuste de cualquiera de los dos sistemas a la superficie de interfase.Figure 2 shows, schematically, a valid system such as lighting or data acquisition system for optical tomography using a relay configuration using lenses, performed in accordance with the object of the present invention, representing a first example of implementation practice of the proposed method of adjusting any of the two systems to the interface surface.

La figura 3.- Muestra un subsistema de barrido incorporado al sistema de la figura anterior y que ilustra un segundo principio del procedimiento tanto para el sistema óptico de iluminación como de registro.Figure 3.- Shows a scanning subsystem incorporated into the system of the previous figure and illustrating a second principle of the procedure for both the optical system of lighting as registration.

La figura 4.- Muestra una posible implementación práctica de la invención aplicado en tomografía óptica en modo de reflexión donde se muestran de forma explicita los módulos de iluminación y el de registro.Figure 4.- Shows a possible implementation practice of the invention applied in optical tomography mode reflection where the modules are explicitly shown lighting and registration.

La figura 5.- Muestra una posible implementación práctica de la invención aplicado en tomografía óptica en modo de transmisión.Figure 5.- Shows a possible implementation practice of the invention applied in optical tomography mode transmission.

La figura 6.- Muestra, finalmente, un esquema detallado de una posible implementación práctica de la invención especialmente concebida para tomografía óptica de fluorescencia en el modo de reflexión utilizando espejos móviles en planos conjugados.Figure 6.- Shows, finally, a scheme detailed of a possible practical implementation of the invention specially designed for fluorescence optical tomography in reflection mode using moving mirrors in planes conjugates

Realización preferente de la invenciónPreferred Embodiment of the Invention

A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como el procedimiento de la invención se basa en la utilización de un sistema de barrido doble en el que se utilizan dos haces de luz desacoplados de tal forma que, uno, se emplea para iluminar la muestra en un conjunto de puntos sobre la superficie, y el otro, recoge la luz emitida por el objeto para otro conjunto de puntos emisores también situados sobre la superficie.In view of the figures outlined you can observe how the process of the invention is based on the use of a double scanning system in which they are used two beams of light decoupled so that one is used to illuminate the sample at a set of points on the surface, and the other, collects the light emitted by the object for another set of emitting points also located on the surface.

Tal como se representa en la figura 1, para conseguir diferentes fuentes de luz sobre la interfase, homogéneas y de pequeña extensión, una fuente puntual (S), alejada y externa, se conjuga (o, de forma equivalente, se transporta) con un sistema óptico, (SO1), con diferentes puntos de la superficie interfase, (I), siendo ésta genérica y de topografía desconocida a priori, de forma secuencial, modificando el sistema óptico (SO1), y activamente, una vez automatizando el proceso de ajuste con un ordenador. De igual manera, para conseguir que la señal de un fotodetector puntual (FD), alejado y externo a la superficie de interfase, se corresponda con el flujo de luz emitido a través de múltiples áreas de pequeña extensión sobre la interfase (I), el área sensitiva del detector se conjuga ópticamente secuencialmente y activamente con diferentes puntos de la superficie utilizando el sistema óptico (SO2). Para el ajuste de los sistemas ópticos, se preconiza también el uso de un detector puntual auxiliar (FD') para el ajuste del sistema (SO1) utilizando la luz reflejada hacia atrás en la interfase; y el uso de una fuente puntual auxiliar (S') para el ajuste del sistema (SO2) utilizando el detector (FD) y la luz reflejada hacia atrás procedente de la fuente auxiliar (S'). Se prevé también un sistema, bien de desplazamiento de los subsistemas de iluminación y registro, bien el cambio de los ejes ópticos, para el barrido de la interfase punto a punto. La invención, recoge la posibilidad de que el área sensitiva del fotodetector (FD) sea la adecuada para obtener cierta precisión en la función de ajuste del sistema óptico (SO2) utilizando luz reflejada pero no para la función de analizar la luz que atraviesa la interfase si el flujo es demasiado débil. En ese caso, se prevé, bien el cambio dinámico del área sensitiva del fotodetector (FD) de acuerdo con cada función, bien el posible uso de un segundo fotodetector (FD'') con diferente área sensitiva también conjugado con la interfase a través del sistema óptico (SO2). De igual forma, la fuente de iluminación (S) puede ser de extensión adecuada para la función de ajuste del sistema óptico (SO1) pero inadecuada para la función de formar fuentes de iluminación de cierta extensión sobre la interfase. En este caso, se prevé, bien el cambio dinámico de la extensión de la fuente (S) para cada función, bien el posible uso de una segunda fuente (S'') de extensión diferente también conjugada con la interfase a través de (SO1).As shown in Figure 1, to achieve different sources of light on the interface, homogeneous and of small extent, a point source (S), remote and external, is conjugated (or, equivalently, transported) with a optical system, (SO1), with different points of the interface surface, (I), this being generic and of unknown topography a priori , sequentially, modifying the optical system (SO1), and actively, once automating the process of Adjust with a computer. Similarly, in order to ensure that the signal from a point photodetector (FD), remote and external to the interface surface, corresponds to the flow of light emitted through multiple small areas over the interface (I), the Sensitive area of the detector is optically sequentially and actively conjugated to different points on the surface using the optical system (SO2). For the adjustment of the optical systems, the use of an auxiliary point detector (FD ') is also recommended for the adjustment of the system (SO1) using the light reflected back at the interface; and the use of an auxiliary point source (S ') for system adjustment (SO2) using the detector (FD) and the light reflected back from the auxiliary source (S'). A system is also provided, either for the displacement of the lighting and registration subsystems, or for the change of the optical axes, for the point-to-point interface scan. The invention includes the possibility that the sensitive area of the photodetector (FD) is adequate to obtain some precision in the function of adjusting the optical system (SO2) using reflected light but not for the function of analyzing the light passing through the interface If the flow is too weak. In that case, it is foreseen, either the dynamic change of the sensitive area of the photodetector (FD) according to each function, or the possible use of a second photodetector (FD '') with different sensory area also conjugated with the interface through the optical system (SO2). Similarly, the light source (S) may be of suitable extension for the optical system adjustment function (SO1) but inadequate for the function of forming light sources of a certain extent on the interface. In this case, it is foreseen, either the dynamic change of the source extension (S) for each function, or the possible use of a second source (S '') of different extension also conjugated with the interface through (SO1 ).

Tanto para el sistema óptico de iluminación, (SO2), como el de registro, (SO2), pueden existir diferentes diseños de conjugación o trasporte (relay) del campo eléctrico de la luz y diferentes métodos de ajuste de estos sistemas para puntos arbitrarios de una superficie de interfase de topografía genérica y desconocida a priori. En el caso de que los sistemas de conjugación óptica se basen en el empleo de lentes en una configuración de relay, caben diferentes posibilidades de ajuste activo: mediante el desplazamiento de una de las lentes sobre una unidad de translación, a través de cambio controlado en la longitud del sistema óptico mediante la translación de espejos o a través del uso de cualquier otro dispositivo optoelectrónico de introducción de un cambio controlado de fase.For both the optical lighting system, (SO2), and the recording system, (SO2), there may be different designs of conjugation or relay ( relay ) of the electric field of light and different methods of adjusting these systems for arbitrary points of an interface surface of generic and unknown topography a priori . In the event that the optical conjugation systems are based on the use of lenses in a relay configuration, there are different possibilities of active adjustment: by moving one of the lenses on a translation unit, through controlled change in the length of the optical system through the translation of mirrors or through the use of any other optoelectronic device for the introduction of a controlled phase change.

Como ejemplo, en el caso particular de que el ajuste activo se realice mediante el desplazamiento de una lente, las posiciones de la unidad de translación se encuentran utilizando un sistema como el representado esquemáticamente en la figura 2, en el que participan una fuente puntual emplazada en el punto (S1), (en la figura construida utilizando un láser (L), una lente de apertura numérica alta, (L1), y un pinhole (máscara opaca con una pequeña abertura) en el plano (P1)). Esta fuente producirá un máximo de intensidad en el plano (P2) utilizando el sistema óptico constituido por las lentes (L2) y (L3); esta última con capacidad de desplazamiento axial. La luz reflejada por la interfase se recoge de nuevo con la lente (L3), se refleja posteriormente en un divisor de haz, (DH), atraviesa una lente adicional (L4) y un pinhole situado en el plano (P3). Un fotodetector (FD) con cierta área efectiva (sensitiva), se sitúa detrás del pinhole recogiendo la luz que es capaz de atravesarlo. El sistema pinhole-fotodetector cumple la función de detector puntual al que se ha referido con anterioridad, constituyendo el área del pinhole, el área efectiva del fotodetector. Con esta configuración, sólo en el caso de que la superficie de interfase, (I), coincida con el plano (P2), se obtendrá un máximo en la señal generada por el fotodetector. Dada una distancia cualquiera entre el plano (P2) y la superficie (I), se obtendrá cierto valor de intensidad en el fotodetector (FD). El procedimiento de ajuste de la lente (L3) consiste en su desplazamiento axial hasta obtener el valor de intensidad máximo en el fotodetector (FD). Esa posición de la lente (L3) permite que se forme una imagen de la fuente puntual en (S 1) en (S'1) estando (S 1') sobre la superficie de interfase (I). Manteniendo la lente (L3) en esa posición, si el láser (Lem) se apaga y existe flujo de luz a través de la interfase (I) debido a la existencia de una fuente de luz alternativa, la intensidad en el fotodetector (FD) se corresponde con el flujo de luz emitido por el objeto a través de una pequeña área en la superficie de interfase de extensión correspondiente al área equivalente (de acuerdo con los aumentos del sistema óptico) de la apertura del pinhole en el plano (P2) sobre la superficie de interfase (I), con la limitación de frecuencias espaciales impuesta por la apertura numérica del sistema óptico.As an example, in the particular case that the active adjustment is carried out by moving a lens, the positions of the translation unit are found using a system such as the one schematically represented in Figure 2, in which a point source is placed. at point (S1), (in the figure constructed using a laser (L), a high numerical aperture lens, (L1), and a pinhole (opaque mask with a small aperture) in the plane (P1)). This source will produce a maximum intensity in the plane (P2) using the optical system consisting of the lenses (L2) and (L3); the latter with axial displacement capability. The light reflected by the interface is collected again with the lens (L3), is subsequently reflected in a beam splitter, (DH), crosses an additional lens (L4) and a pinhole located in the plane (P3). A photodetector (FD) with a certain effective (sensitive) area is placed behind the pinhole, collecting the light that is capable of passing through it. The pinhole- photodetector system fulfills the function of a point detector referred to previously, constituting the pinhole area, the effective area of the photodetector. With this configuration, only in the case that the interface surface, (I), coincides with the plane (P2), will a maximum be obtained in the signal generated by the photodetector. Given any distance between the plane (P2) and the surface (I), a certain intensity value will be obtained in the photodetector (FD). The lens adjustment procedure (L3) consists in its axial displacement until the maximum intensity value in the photodetector (FD) is obtained. This position of the lens (L3) allows an image of the point source to be formed in (S 1) in (S'1) being (S 1 ') on the interface surface (I). Keeping the lens (L3) in that position, if the laser (Lem) is turned off and there is light flow through the interface (I) due to the existence of an alternative light source, the intensity in the photodetector (FD) corresponds to the flow of light emitted by the object through a small area on the extension interface surface corresponding to the equivalent area (according to the optical system increases) of the pinhole opening in the plane (P2) on the interface surface (I), with the limitation of spatial frequencies imposed by the numerical aperture of the optical system.

El procedimiento descrito en el apartado anterior, basado en maximizar la señal en un detector puntual, es válido para otras opciones de ajuste de la conjugación óptica de fotodetectores y fuentes con la superficie de interfase del sistema de iluminación o de registro.The procedure described in the section above, based on maximizing the signal in a point detector, is valid for other optical conjugation adjustment options of photodetectors and sources with the system interface surface of lighting or registration.

Siguiendo con el ejemplo de sistema óptico de relay o conjugación óptica mediante lentes, desplazando una de ellas, tanto para conseguir enfocar el haz de iluminación como el sistema de registro para diferentes puntos sobre la superficie, el sistema de la figura 2 se complementa según se describe en la figura 3. Consistiendo la extensión en añadir un mecanismo genérico, (SC), que introduce en el haz un ángulo de inclinación controlado de forma que puedan iluminarse diferentes puntos ((S1'), (S2''), etc. sucesivamente sobre la interfase. En la figura 3 se representa el proceso de ajuste de la posición de la unidad de translación para diferentes puntos sobre la superficie, siguiendo la estrategia definida anteriormente para localizar las posiciones de la lente (L3), de acuerdo con la topografía de la superficie. Los valores obtenidos para el desplazamiento de la lente (L3) pueden almacenarse en la memoria de un ordenador asociados a los de variación de ángulo del sistema (SC) y codifican la topografía de la superficie, dato que, como se ha indicado antes, es necesario para la reconstrucción tomográfica. Una vez ajustada la lente (L3) para una posición sobre la interfase, por ejemplo (S1'), si se apaga el láser (Lem), y existen fuentes de luz alternativas, la señal del fotodetector (FD) estará relacionada la intensidad correspondiente al flujo emitido a través del área sobre la superficie de interfase (I) de extensión correspondiente a la imagen del área activa del fotodetector (área del pinhole) sobre la interfase centrada en el punto (Sr). Este proceso se repite para otros puntos (S2') cambiando el ángulo introducido por el sistema (SC).Continuing with the example of optical relay system or optical conjugation by means of lenses, moving one of them, both in order to focus the illumination beam and the recording system for different points on the surface, the system of Figure 2 is complemented according to described in Figure 3. The extension consists in adding a generic mechanism, (SC), which introduces a controlled angle of inclination into the beam so that different points ((S1 '), (S2''), etc. can be illuminated. successively on the interface Figure 3 shows the process of adjusting the position of the translation unit for different points on the surface, following the strategy defined above to locate the lens positions (L3), in accordance with the surface topography The values obtained for lens displacement (L3) can be stored in the memory of a computer associated with those of system angle variation ( SC) and encode the surface topography, which, as indicated above, is necessary for tomographic reconstruction. Once the lens (L3) is set for a position on the interface, for example (S1 '), if the laser is turned off (Lem), and there are alternative light sources, the photodetector signal (FD) will be related to the corresponding intensity to the flow emitted through the area on the extension interface surface (I) corresponding to the image of the active area of the photodetector ( pinhole area) over the interface centered at the point (Sr). This process is repeated for other points (S2 ') by changing the angle introduced by the system (SC).

El sistema completo de iluminación y registro se representa en la figura 4 y consiste, en esencia, en duplicar el sistema de la figura 3. El sistema de iluminación tiene como origen el láser (Lex) que genera una fuente puntual en (S2); el sistema (SC2) introduce un ángulo de tal forma que se genera la imagen de la fuente en el punto (S2) en la posición (S2'). La señal producida por el fotodetector (FD2) sirve para encontrar el desplazamiento correcto de la lente (L9) de tal forma que (S2') se sitúe sobre la interfase (I). Por otro lado, el láser (Lem) produce una fuente puntual en (S1) que, para un ángulo determinado introducido por (SC1), se transportará ópticamente al punto (S1'). El fotodetector (FD1) sirve para ajustar la lente (L4) de tal forma que (S1') coincida con la interfase (I). Mientras que Lex permanece encendido y SC 1 y SC2 no modifican su estado, se apaga el láser (Lem). En esta situación, coincidente con la mostrada en la figura 4, (S2'), actúa como fuente de excitación/iluminación puntual sobre la interfase, registrando el fotodetector (FD1), la luz emergente del punto (S1') sobre la interfase (renombrado (S3) en la figura 4) conjugado con el punto (S3') sobre el pinhole en el plano (P2). El proceso: cambio de estado en (SC1), (SC2), láseres (Lex) y (Lem), encendidos; ajuste de las lentes (L9) y (L4) utilizando la señales proporcionadas por (FD1) y (FD2); láser (Lex) encendido y láser (Lem) apagado; registro de la intensidad medida por el fotodetector (FD1); se repite para diferentes puntos sobre la superficie (I), construyendo el conjunto de datos que, junto con la información topográfica recogida en el mismo proceso, se utilizan para resolver el problema de reconstrucción tomográfica.The complete lighting and registration system is represented in Figure 4 and consists, in essence, of duplicating the system of Figure 3. The lighting system originates from the laser (Lex) that generates a point source at (S2); the system (SC2) introduces an angle such that the image of the source is generated at the point (S2) in the position (S2 '). The signal produced by the photodetector (FD2) serves to find the correct displacement of the lens (L9) so that (S2 ') is placed on the interface (I). On the other hand, the laser (Lem) produces a point source at (S1) which, for a given angle introduced by (SC1), will be optically transported to the point (S1 '). The photodetector (FD1) is used to adjust the lens (L4) so that (S1 ') matches the interface (I). While Lex remains on and SC 1 and SC2 do not change their status, the laser (Lem) is turned off. In this situation, coinciding with that shown in Figure 4, (S2 '), it acts as a source of excitation / point illumination on the interface, registering the photodetector (FD1), the emerging light of the point (S1') on the interface ( renamed (S3) in figure 4) conjugated with the point (S3 ') on the pinhole in the plane (P2). The process: change of state in (SC1), (SC2), lasers (Lex) and (Lem), on; lens adjustment (L9) and (L4) using the signals provided by (FD1) and (FD2); laser (Lex) on and laser (Lem) off; intensity recording measured by the photodetector (FD1); it is repeated for different points on the surface (I), building the data set that, together with the topographic information collected in the same process, are used to solve the tomographic reconstruction problem.

A partir del establecimiento de un esquema de distribución de fuentes y detectores en el plano transversal, en donde la densidad de datos queda condicionada principalmente por la resolución angular de los sistemas (SC1) y (SC2), todos los procesos anteriores pueden ser controlados de forma automática con un ordenador de tal forma que tanto el sistema de iluminación como el de registro, se adapte de forma activa a la superficie de interfase sea ésta cual sea.From the establishment of a scheme of distribution of sources and detectors in the transverse plane, in where data density is mainly conditioned by the angular resolution of the systems (SC1) and (SC2), all Previous processes can be controlled automatically with a computer in such a way that both the lighting system and the one of registry, adapts of active form to the surface of interface whatever this is.

Si el destino del sistema es la modalidad de tomografía óptica de difusión, se utilizaría el divisor de haz, (DH). En tomografía óptica de fluorescencia, puede usarse, en lugar del divisor de haz, un espejo dicroico, (ED), y/o un filtro espectral, (F), para bloquear la llegada al detector de luz con la frecuencia de excitación generada por el láser (Lex). En este último caso, la frecuencia del láser (Lem) debe ser tal que la luz atraviese el espejo dicroico (ED) y el filtro (F). Un opción alternativa es utilizar un único láser, (Lex), dividiendo el haz en dos partes mediante un nuevo divisor de haz, de tal forma que uno de los haces genere fuentes en (S1) y el otro en (S2). En tomografía óptica de difusión, sólo un láser es necesario ya que sólo una longitud de onda esta en juego y el proceso de apagar el láser, indicado anteriormente, se substituye por el cierre de un obturador; con un solo láser, en tomografía óptica de fluorescencia, sería necesario incorporar en el sistema electromecánicamente los componentes ED y/o (F).If the system destination is the mode of diffusion optical tomography, the beam splitter would be used, (DH). In fluorescence optical tomography, it can be used instead of the beam splitter, a dichroic mirror, (ED), and / or a filter spectral, (F), to block the arrival at the light detector with the excitation frequency generated by the laser (Lex). In this last  case, the laser frequency (Lem) must be such that the light pass through the dichroic mirror (ED) and filter (F). One option alternative is to use a single laser, (Lex), dividing the beam into two parts using a new beam splitter, so that one of the beams generate sources in (S1) and the other in (S2). In diffusion optical tomography, only one laser is necessary since only one wavelength is at stake and the process of turning off the laser, indicated above, is replaced by the closure of a shutter; with a single laser, in optical tomography of fluorescence, it would be necessary to incorporate into the system Electromechanically ED and / or (F) components.

En principio, el uso de la fuente generada con los componentes (Lem), (L1), (P1) y (L2) en la figura 4 puede eliminarse totalmente utilizando la fuente en (S2) para, en un barrido preliminar generado con SC2 y procediendo con el método descrito de ajuste activo de la lente L9, determinar, punto a punto, la topografía de la superficie respecto a un plano de referencia. Esta información se utilizaría en una segunda etapa para ajustar la lente (L3) para cada punto de registro de flujo emergente de la interfase (I) correspondiente a diferentes ángulos introducidos por el sistema (SC2) correspondientes a cada punto de iluminación (S2') (resultaría entonces innecesario también el componente (DH)). Aunque el sistema se simplifica con esta opción, esta estrategia puede tener contrapartidas asociadas al calibrado de los sistemas (SC1) y (SC2) y al hecho de dividir el proceso de adquisición en dos partes: una preliminar, en la que se barre la zona de interés en la interfase con el haz de excitación y se almacenan en la memoria del ordenador los valores de enfoque y, una segunda, en la que se procede a la excitación y registro utilizando los valores guardados, confiando en que, en el intervalo de tiempo entre las dos etapas no se introduzcan inconsistencias en los datos si la estabilidad del objeto no está asegurada.In principle, the use of the source generated with the components (Lem), (L1), (P1) and (L2) in Figure 4 can be completely removed using the source in (S2) to, in a preliminary scan generated with SC2 and proceeding with the method described of active adjustment of the L9 lens, determine, point a point, the topography of the surface with respect to a plane of reference. This information would be used in a second stage to adjust the lens (L3) for each flow record point emerging from the interface (I) corresponding to different angles entered by the system (SC2) corresponding to each point of lighting (S2 ') (it would be unnecessary then also the component (DH)). Although the system is simplified with this option, This strategy may have counterparts associated with the calibration of the systems (SC1) and (SC2) and the fact of dividing the process of acquisition in two parts: a preliminary, in which the area of interest at the interface with the excitation beam and it focus values are stored in the computer memory and, a second, in which the excitation and registration is carried out using the saved values, trusting that, in the time interval no inconsistencies in the data are introduced between the two stages if the stability of the object is not assured.

Por otro lado, y con referencia también a la figura 4, teniendo en cuenta que los fotodetectores (FD1) y (FD2) no se utilizan en ningún caso simultáneamente, es posible simplificar aun más el sistema, incorporando los componentes ópticos necesarios para llevar la luz emitida desde los puntos (S2') y (S3) a un fotodetector común, obturando el haz procedente de (S2') cuando se esté registrando luz procedente de (S3).On the other hand, and with reference also to the Figure 4, taking into account that the photodetectors (FD1) and (FD2) they are not used in any case simultaneously, it is possible further simplify the system, incorporating the optical components necessary to carry the emitted light from points (S2 ') and (S3) to a common photodetector, sealing the beam coming from (S2 ') when light from (S3) is being registered.

Si el sistema se utiliza en transmisión en lugar de en reflexión deberá modificarse de la forma que se esquematiza en la figura 5. Los sistemas que ajustan el sistema óptico a la superficie deben duplicarse, accediendo cada uno a una de las superficies (I1) e (I2). En el caso de tomografía óptica de fluorescencia se usa un filtro espectral (F) para seleccionar la longitud de onda de emisión y bloquear la de excitacion. A pesar de que, en la figura, se muestran dos láseres, (Lex) y (Lem), podría utilizarse uno sólo dividiendo el haz en dos partes, como ya se ha indicado anteriormente. De la misma forma los dos detectores (subsistemas: (L5-P2-D1) y (L10-P4-D2)) podrían reducirse a uno, tanto en el caso de tomografía óptica como en el de tomografía óptica de fluorescencia.If the system is used in transmission instead in reflection should be modified as outlined in figure 5. The systems that adjust the optical system to the surface must be doubled, accessing each one of the surfaces (I1) and (I2). In the case of optical tomography of fluorescence a spectral filter (F) is used to select the emission wavelength and block the excitation. In spite of which, in the figure, shows two lasers, (Lex) and (Lem), could be used only by dividing the beam into two parts, as already indicated above. In the same way the two detectors (subsystems: (L5-P2-D1) and (L10-P4-D2)) could be reduced to one, both in the case of optical tomography and tomography fluorescence optics

Un ejemplo más concreto es el mostrado en la figura 6, en el que el sistema se emplea en tomografía de fluorescencia para la localización y cuantificación tridimensional de fluorocromos, (FLs), embebidos en un objeto difusor, (O), que puede ser un tejido ex-vivo o in-vivo. Un láser con longitud de onda correspondiente a la de excitación de los fluorocromos, (Lex), sirve para generar una fuente de luz puntual en el plano (P1'). La lente (L1') enfoca el haz del láser sobre un pinhole de tamaño adecuado para dejar pasar la intensidad máxima y filtrar espacialmente el haz. Las lentes (L2') y (L3') forman una imagen del punto sobre el plano (P2') ((P1') y (P2') son planos conjugados). (GS1') es un espejo plano móvil galvanométrico cuyo ángulo se controla electrónicamente y que introduce en el haz un ángulo en el plano horizontal. (L3') y (L4') conjugan el plano que contiene el eje de rotación de (GS1') con el eje de rotación perpendicular de otro espejo móvil de características similares al anterior, (GS2'), que desvía el haz perpendicularmente al plano del dibujo e introduce en el haz un ángulo variable. El espejo (M1') lleva el haz de nuevo al plano horizontal y las lentes (L4') y (L5') conjugan el plano (P2') sobre (P3'). El sistema de lentes (L6') y (L7') conjugan el plano (P3') sobre (P4'), este último coincide con la superficie de interfase. La lente (L6') está montada sobre una unidad de translación motorizada (TS) controlada por ordenador. El espejo M2 y el espejo dicroico DM hacen coincidir el eje de L6' con el de L7.A more concrete example is that shown in Figure 6, in which the system is used in fluorescence tomography for the location and three-dimensional quantification of fluorochromes, (FLs), embedded in a diffuser object, (O), which can be a ex-vivo or in-vivo tissue. A laser with a wavelength corresponding to the fluorochrome excitation, (Lex), serves to generate a point light source in the plane (P1 '). The lens (L1 ') focuses the laser beam on a pinhole of adequate size to pass the maximum intensity and spatially filter the beam. The lenses (L2 ') and (L3') form an image of the point on the plane (P2 ') ((P1') and (P2 ') are conjugated planes). (GS1 ') is a galvanometric mobile flat mirror whose angle is electronically controlled and that introduces an angle in the horizontal plane into the beam. (L3 ') and (L4') combine the plane containing the axis of rotation of (GS1 ') with the axis of perpendicular rotation of another moving mirror of similar characteristics to the previous one, (GS2'), which deflects the beam perpendicularly to the drawing plane and insert a variable angle into the beam. The mirror (M1 ') brings the beam back to the horizontal plane and the lenses (L4') and (L5 ') conjugate the plane (P2') over (P3 '). The lens system (L6 ') and (L7') combine the plane (P3 ') over (P4'), the latter coinciding with the interface surface. The lens (L6 ') is mounted on a computer controlled motorized translation unit (TS). The mirror M2 and the dichroic mirror DM match the axis of L6 'with that of L7.

Parte de la luz se refleja en la interfase siguiendo el camino hacia atrás, primeramente reflejándose en el espejo dicroico (DM) y, después, a través del sistema, reflejándose en el divisor de haz (DH'). La luz continúa después de esta reflexión a través de la lente (L8') que conjuga el plano (P4) sobre el plano (P5') en donde se sitúa un pinhole. Detrás, un fotodetector recoge, con ayuda de la lente L9', la intensidad de la luz que es capaz de atravesar el pinhole.Some of the light is reflected in the interface following the path backwards, firstly reflected in the dichroic mirror (DM) and then, through the system, reflected in the beam splitter (DH '). The light continues after this reflection through the lens (L8 ') that combines the plane (P4) over the plane (P5') where a pinhole is placed. Behind, a photodetector collects, with the help of the L9 'lens, the intensity of the light that is capable of crossing the pinhole .

Para cada ángulo de los espejos (GS1) y (GS2), correspondientes a unas coordenadas transversales predefinidas en el plano (P4), la unidad de translación se desplaza longitudinalmente mientras se mide la intensidad recogida por el fotodetector. El valor de desplazamiento longitudinal, correspondiente a la intensidad máxima, se almacena en la memoria del ordenador, asociado al valor de las coordenadas transversales. De forma equivalente, con este proceso se definen las coordenadas de un vector de posición en el espacio para un punto sobre la superficie.For each angle of the mirrors (GS1) and (GS2), corresponding to predefined transverse coordinates in the plane (P4), the translation unit moves longitudinally while measuring the intensity collected by the photodetector The longitudinal offset value, corresponding to the maximum intensity, it is stored in memory of the computer, associated with the value of the transverse coordinates. Equivalently, with this process the coordinates are defined of a position vector in space for a point on the surface.

También, para un ángulo particular de los espejos (GS1) y (GS2) -una vez concluido el proceso de ajuste de la posición de la lente (L6'), disponiendo ya de una fuente puntual de luz sobre la superficie para la excitación de los fluoroforos en el interior del medio- los espejos móviles (GS1') y (GS2') giran un ángulo determinado asociado a unas coordenadas transversales preestablecidas. La luz procedente del láser (Lem) sirve para el ajuste de la lente (L6) mediante el movimiento de la unidad de translación (TS). Para ello, se utiliza la luz reflejada en la interfase que ahora atraviesa el espejo dicroico (DM) y es detectada con el fotodetector (FD) una vez atravesado el filtro espectral (F). A continuación, el láser (Lem) se apaga y se procede, seguidamente, a adquirir y almacenar en un ordenador el dato de intensidad de la luz de fluorescencia emergente de la superficie -capaz de atravesar también (DM) y (F) - asociándolo a las coordenadas de excitación y emisión sobre la superficie.Also, for a particular angle of the mirrors (GS1) and (GS2) - once the adjustment process of the position of the lens (L6 '), already having a point source of light on the surface for the excitation of fluorophors in the inside the middle - the moving mirrors (GS1 ') and (GS2') rotate a determined angle associated with transverse coordinates Preset The light from the laser (Lem) is used for lens adjustment (L6) by movement of the unit translation (TS). For this, the light reflected in the interface that now crosses the dichroic mirror (DM) and is detected with the photodetector (FD) after crossing the filter spectral (F). Then the laser (Lem) turns off and then proceeds to acquire and store on a computer the intensity data of the fluorescence light emerging from the surface - capable of crossing also (DM) and (F) - associating it with the excitation and emission coordinates on the surface.

El procedimiento, controlado automáticamente por un ordenador, se repite para diferentes coordenadas para la fuente de excitación (ángulos de GS1' y GS2') y, para cada una de ellas, diferentes coordenadas del punto de emisión (ángulos de (GS1) y (GS2)) construyendo así la matriz de datos necesaria para utilizar un algoritmo de reconstrucción tomografía que dará como salida la localización y cuantificación de los fluorocromos en el medio.The procedure, automatically controlled by a computer, repeated for different coordinates for the source of excitation (angles of GS1 'and GS2') and, for each of them, different coordinates of the emission point (angles of (GS1) and (GS2)) thus building the data matrix necessary to use a tomography reconstruction algorithm that will output the localization and quantification of fluorochromes in the medium.

Claims (11)

1. Procedimiento para la iluminación y adquisición de datos en tomografía óptica, caracterizado porque tiene la capacidad de iluminar la superficie de interfase, (I), que separa medios de diferentes características ópticas, (M1) y (M2), mediante conjugación óptica de una fuente de luz considerada puntual, alejada de la interfase e inmersa en el primer medio (S); y también porque se adquiere información del flujo de luz que atraviesa la interfase procedente del segundo medio, (M2), en dirección al primero, (M1), mediante un fotodetector considerado puntual, (FD), alejado de la interfase, inmerso en el primer medio, conjugado ópticamente con un área considerada puntual en la superficie de interfase; habiéndose previsto el ajuste automático y activo de los parámetros del sistema óptico necesarios para realizar la conjugación óptica de forma dinámica con diferentes puntos de la superficie de interfase, tanto del sistema óptico correspondiente a la de la fuente de iluminación, (SO1), como el sistema óptico correspondiente al fotodetector, (SO2); habiéndose previsto para el antecitado ajuste utilizar una fuente puntual auxiliar, (S'), adicional o no a la anterior, y un fotodetector puntual auxiliar, (FD'), adicional al anterior o no, llevándose a cabo un procedimiento de búsqueda mediante la variación de los parámetros de los sistemas ópticos de conjugación, (SO1) y (SO2), entre fuentes de iluminación, (S) y (S'), interfase, (I), y fotodetectores, (FD) y (FD'), con el objetivo de maximizar la intensidad detectada de la luz reflejada en la interfase (I); habiéndose previsto también, llevar a cabo el procedimiento anterior para dos conjuntos de puntos, siendo uno de ellos el que contiene los puntos de iluminación de la interfase y el otro puntos en la interfase de caracterización del flujo de luz a través de ésta; habiéndose previsto para ello el uso de un sistema doble de barrido, que funcione introduciendo, a la vez, cambios en los sistemas ópticos de iluminación, (SO1), y registro, (SO2), de forma independiente, y que actúe simultáneamente, de tal forma, que el primero permita generar fuentes puntuales en diferentes posiciones sobre la superficie de interfase (I) y conjugadas ópticamente con la fuente de luz externa puntual (S) y, opcionalmente, estática e inmersa en el primer medio y correspondientes al primer conjunto de puntos, y el segundo para obtener información de flujo, usando un detector puntual externo (FD), opcionalmente estático e inmerso en el primer medio, conjugado ópticamente con diferentes áreas consideradas puntuales coincidentes con la superficie de interfase correspondientes al segundo conjunto de puntos.1. Procedure for lighting and data acquisition in optical tomography, characterized in that it has the ability to illuminate the interface surface, (I), which separates media of different optical characteristics, (M1) and (M2), by optical conjugation of a light source considered punctual, away from the interface and immersed in the first medium (S); and also because information is acquired from the flow of light that crosses the interface from the second medium, (M2), in the direction of the first, (M1), by means of a photodetector considered punctual, (FD), away from the interface, immersed in the first medium, optically conjugated with an area considered punctual on the interface surface; having provided automatic and active adjustment of the parameters of the optical system necessary to perform the optical conjugation dynamically with different points of the interface surface, both of the optical system corresponding to that of the light source, (SO1), as the optical system corresponding to the photodetector, (SO2); having planned for the aforementioned adjustment use an auxiliary point source, (S '), additional or not to the previous one, and an auxiliary point photodetector, (FD'), additional to the previous one or not, carrying out a search procedure by means of the Variation of the parameters of the optical conjugation systems, (SO1) and (SO2), between lighting sources, (S) and (S '), interface, (I), and photodetectors, (FD) and (FD') , in order to maximize the detected intensity of the light reflected in the interface (I); having also planned, carry out the above procedure for two sets of points, one of them being the one containing the lighting points of the interface and the other points at the interface of characterization of the flow of light through it; having planned for this the use of a double scanning system, which works by introducing, at the same time, changes in the optical lighting systems, (SO1), and registration, (SO2), independently, and acting simultaneously, of in such a way, that the first one allows generating point sources in different positions on the interface surface (I) and optically conjugated with the point external light source (S) and, optionally, static and immersed in the first medium and corresponding to the first set of points, and the second to obtain flow information, using an external point detector (FD), optionally static and immersed in the first medium, optically conjugated with different areas considered point coincident with the interface surface corresponding to the second set of points. 2. Sistema de iluminación y adquisición de datos para tomografía óptica, según el procedimiento de la reivindicación 1ª caracterizado porque, opcionalmente, se utiliza, en el sistema de iluminación dos fuentes puntuales con diferente extensión dedicándose una (S'') a la función de ajuste del sistema de conjugación óptica (SO1) y la otra (S) a la función de generación de una fuente de iluminación puntual sobre la interfase (I), o una única fuente puntual (S) capaz de cambiar su extensión dinámicamente de acuerdo con cada función.2. Lighting system and data acquisition for optical tomography, according to the procedure of claim 1 characterized in that, optionally, two point sources with different extension are used in the lighting system, dedicating one (S '') to the function of adjustment of the optical conjugation system (SO1) and the other (S) to the function of generating a point illumination source on the interface (I), or a single point source (S) capable of dynamically changing its extension according to each function 3. Sistema de iluminación y adquisición de datos para tomografía óptica, según el procedimiento de la reivindicación 1ª caracterizado porque, opcionalmente, se utiliza, en el sistema de registro dos fotodetectores puntuales con diferente área sensitiva dedicándose uno (FD'') al ajuste del sistema de conjugación óptica (SO2) y otro (FD) al análisis de la luz transmitida a través de la interfase (I), o un único fotodetector puntual (FD) con capacidad de cambiar su área sensitiva dinámicamente de acuerdo con cada función.3. Lighting and data acquisition system for optical tomography, according to the procedure of claim 1 characterized in that, optionally, two point photodetectors with different sensory area are used in the registration system, one (FD '') being dedicated to the adjustment of the Optical conjugation system (SO2) and another (FD) to the analysis of the light transmitted through the interface (I), or a single point photodetector (FD) with the ability to dynamically change its sensitive area according to each function. 4. Sistema de iluminación y adquisición de datos para tomografía óptica, según el procedimiento de la reivindicación 1ª, caracterizado porque, en el ajuste de los parámetros de conjugación óptica participan, como núcleo del sistema, una fuente de luz puntual en el punto (S1), en el plano (P1), una pareja de lentes (L2) y (L3), de manera que generen una fuente conjugada respecto a la anterior en el punto (S'1) en el plano (P2), disponiéndose entre dichas lentes, (L2) y (L3), de un divisor de haz (DH), que dirige la luz reflejada hacia una lente (L4), tras la que se sitúa un fotodetector (FD) puntual en el plano (P3), localizándose posterior a la lente (L4), obligando a que exista una posición de la lente (L3) o, en general, una fase introducida en la luz por este componente, que produzca la señal de valor máximo en el fotodetector (FD) asociada a la situación en la que la fuente en el punto (S'1) coincide con la superficie de interfase (I).4. Illumination and data acquisition system for optical tomography, according to the procedure of claim 1, characterized in that, in the adjustment of the optical conjugation parameters, a point light source at the point (S1) participates as the core of the system. ), in the plane (P1), a pair of lenses (L2) and (L3), so that they generate a conjugate source with respect to the previous one at the point (S'1) in the plane (P2), disposing between lenses, (L2) and (L3), of a beam splitter (DH), which directs the reflected light towards a lens (L4), after which a point photodetector (FD) is placed in the plane (P3), locating after the lens (L4), forcing a lens position (L3) or, in general, a phase introduced into the light by this component, which produces the maximum value signal in the photodetector (FD) associated with the situation in which the source at point (S'1) coincides with the interface surface (I). 5. Sistema de iluminación y adquisición de datos para tomografía óptica, según el procedimiento de la reivindicación 1ª, caracterizado por incorporar en el sistema un mecanismo, (SC), dotado de medios capaces de introducir ángulos controlados en la luz de tal manera que pueda buscarse el valor de los parámetros necesarios para conjugar ópticamente diferentes puntos de la interfase con el fotodetector y la fuente en posiciones fijas en el espacio.5. Lighting and data acquisition system for optical tomography, according to the method of claim 1, characterized by incorporating into the system a mechanism, (SC), provided with means capable of introducing controlled angles into the light so that it can look for the value of the necessary parameters to optically combine different points of the interface with the photodetector and the source in fixed positions in the space. 6. Sistema de iluminación y adquisición de datos para tomografía óptica, según el procedimiento de la reivindicación 1ª, caracterizado porque, en modo de reflexión, en el sistema óptico, o haz, de iluminación y en el sistema óptico, o haz, de registro, opcionalmente, se utilizan dos subsistemas ópticos genéricos e independientes, (SC1) y (SC2), para introducir ángulos en la luz para barrer diferentes puntos de la superficie de interfase y dos subsistemas ópticos genéricos e independientes de modificación de fase en cada uno de los haces que permitan ajustar la conjugación óptica de fuentes y detectores a la topografla de la superficie de interfase, previamente a la combinación de los haces de iluminación y registro mediante un divisor de haz (DH) o espejo dicroico (ED) en un único sistema óptico común, (L5), situado después -en el sentido del haz de iluminación- y previo a la interfase (I).6. Lighting and data acquisition system for optical tomography, according to the method of claim 1, characterized in that, in reflection mode, in the optical system, or beam, lighting and in the optical system, or beam, recording , optionally, two generic and independent optical subsystems, (SC1) and (SC2), are used to introduce angles in the light to sweep different points of the interface surface and two generic and independent phase modification optical subsystems in each of the beams that allow to adjust the optical conjugation of sources and detectors to the topography of the interface surface, prior to the combination of the illumination and registration beams by means of a beam splitter (DH) or dichroic mirror (ED) in a single system optical optic, (L5), located afterwards - in the direction of the lighting beam - and prior to the interface (I). 7. Sistema de iluminación y adquisición de datos para tomografía óptica, según reivindicación 6ª, caracterizado porque, opcionalmente, en sustitución del divisor de haz (DH) o espejo dicroico (ED) próximo a la interfase frontal (I1), incorpora una lente (L6) próxima a la interfase posterior (I2) a la que está asociado un sistema óptico de similares características que el asociado a la lente (L5).7. Lighting and data acquisition system for optical tomography, according to claim 6, characterized in that, optionally, replacing the beam splitter (DH) or dichroic mirror (ED) near the front interface (I1), incorporates a lens ( L6) next to the posterior interface (I2) to which an optical system of similar characteristics is associated to that associated with the lens (L5). 8. Sistema de iluminación y adquisición de datos para tomografía óptica, según el procedimiento de la reivindicación 1ª y siguientes, caracterizado porque los sistemas de barrido de iluminación y registro consisten en dispositivos que introducen ángulos en planos conjugados con el plano correspondiente a la pupila de entrada/salida del sistema óptico que finalmente focaliza la luz de iluminación y primero recoge la luz emitida por la superficie de interfase, y porque los ajustes de enfoques para distintos puntos de la superficie de interfase se realizan modificando los sistemas ópticos entre los planos donde se introducen los ángulos y la pupila de entrada/salida del sistema óptico que focaliza la luz de iluminación y primero recoge la luz emitida por la superficie de interfase.8. Lighting and data acquisition system for optical tomography, according to the procedure of claim 1 and following, characterized in that the scanning and recording scanning systems consist of devices that introduce angles in planes conjugated with the plane corresponding to the pupil of input / output of the optical system that finally focuses the illumination light and first collects the light emitted by the interface surface, and because the focus adjustments for different points of the interface surface are made by modifying the optical systems between the planes where they introduce the angles and the entrance / exit pupil of the optical system that focuses the illumination light and first picks up the light emitted by the interface surface. 9. Sistema de iluminación y adquisición de datos para tomografía óptica, según el procedimiento de la reivindicación 1ª y siguientes, caracterizado porque los sistemas de barrido consisten en espejos con capacidad de rotación cuyos ejes de rotación se sitúan en planos conjugados entre ellos y también con el plano correspondiente a la pupila de entrada o salida del sistema óptico que focaliza la luz de iluminación y recoge la luz emitida por la superficie de interfase.9. Lighting and data acquisition system for optical tomography, according to the procedure of claim 1 and following, characterized in that the scanning systems consist of mirrors with rotational capacity whose rotation axes are located in conjugated planes between them and also with the plane corresponding to the entrance or exit pupil of the optical system that focuses the illumination light and collects the light emitted by the interface surface. 10. Sistema de iluminación y adquisición de datos para tomografía óptica, según el procedimiento de la reivindicación 1ª y siguientes, caracterizado porque las fuentes puntuales y/o los fotodetectores puntuales consisten en fuentes y/o fotodetectores no puntuales modificadas en virtud del uso de lentes que enfocan la luz sobre pinholes.10. Illumination and data acquisition system for optical tomography, according to the procedure of claim 1 and following, characterized in that the point sources and / or the point photodetectors consist of non-point sources and / or photodetectors modified by virtue of the use of lenses that focus the light on pinholes . 11. Procedimiento para la iluminación y adquisición de datos en tomografía óptica, según el procedimiento de la reivindicación 1ª y siguientes, caracterizado porque se realiza un barrido preliminar de la superficie de interfase utilizando una fuente puntual y un fotodetector puntual y la información topográfica obtenida sobre la superficie a través de la búsqueda de la intensidad máxima en la luz reflejada se utiliza en una siguiente etapa para ajustar punto a punto el sistema de registro y, opcionalmente, si es puntual, el sistema de iluminación.11. Procedure for the illumination and acquisition of data in optical tomography, according to the procedure of claim 1 and following, characterized in that a preliminary scan of the interface surface is performed using a point source and a point photodetector and the topographic information obtained on The surface through the search for the maximum intensity in the reflected light is used in a next stage to adjust the recording system point by point and, optionally, if it is timely, the lighting system.
ES200701407A 2007-05-23 2007-05-23 PROCEDURE FOR LIGHTING AND DATA ACQUISITION FOR OPTICAL TOMOGRAPHY AND SYSTEM FOR APPLICATION. Active ES2329963B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200701407A ES2329963B1 (en) 2007-05-23 2007-05-23 PROCEDURE FOR LIGHTING AND DATA ACQUISITION FOR OPTICAL TOMOGRAPHY AND SYSTEM FOR APPLICATION.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200701407A ES2329963B1 (en) 2007-05-23 2007-05-23 PROCEDURE FOR LIGHTING AND DATA ACQUISITION FOR OPTICAL TOMOGRAPHY AND SYSTEM FOR APPLICATION.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2329963A1 ES2329963A1 (en) 2009-12-02
ES2329963B1 true ES2329963B1 (en) 2010-08-30

Family

ID=41319998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES200701407A Active ES2329963B1 (en) 2007-05-23 2007-05-23 PROCEDURE FOR LIGHTING AND DATA ACQUISITION FOR OPTICAL TOMOGRAPHY AND SYSTEM FOR APPLICATION.

Country Status (1)

Country Link
ES (1) ES2329963B1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7107116B2 (en) * 1999-03-29 2006-09-12 Genex Technologies, Inc. Diffuse optical tomography system and method of use
AU2000262934A1 (en) * 2000-07-05 2002-01-14 Biophyderm Sa Device for in vivo cutaneous optical tomobiopsy
EP1654531A1 (en) * 2003-06-20 2006-05-10 The Texas A & M University System Method and system for near-infrared fluorescence contrast-enhanced imaging with area illumination and area detection
US7034303B2 (en) * 2003-06-27 2006-04-25 Washington University System and method of image reconstruction for optical tomography with limited data

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Base de datos Inspec, n$^{o}$ 8527500, RIPOLL J. et al. "{}Imaging scattering media from a distance: theory and applications of noncontact optical tomography"{}, resumen, Modern Physiscs Letters B, 20.12.2004. *
Base de datos Inspec, n$^{o}$ 9423731, CHAUMET P C et al. "{}Three- dimensional optical imaging in layered media"{}, resumen, Optics Express, 04.2006. *
DOMANSKI A W "{}Measurement of object position inside high- scattering medium by use of optical tomography method with neural processing"{}, proceedings of the SPIE, USA, 2003, vol. 5064, páginas 303-308. *
GODAVARTY A. et al. "{}Fluorescence-enhanced optical imaging of large phantoms using single and simultaneous dual point illumination geometries"{}, Medical Physiscs, vol. 31, n$^{o}$ 2, páginas 183-190. *
SCHULZ R. et al. "{}Noncontact optical tomography of turbid media"{}, Optics Letters, USA, 15.09.2003, vol. 28, n$^{o}$ 18, páginas 1701-1703. *
VASEFI F. et al. "{}Subsurface bioimaging using angular domain optical backscattering illumination"{}, Proceedings of the 28th IEEE EMBS Annual International Conference, 03.08.2006, páginas 1932-1936. *

Also Published As

Publication number Publication date
ES2329963A1 (en) 2009-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2738513T3 (en) Spotted contrast optical tomography
US7242997B2 (en) Diffuse optical tomography system and method of use
US20180173004A1 (en) Devices, apparatus and method for providing photostimulation and imaging of structures
US20180214024A1 (en) Optical Imaging or Spectroscopy Systems and Methods
US7873407B2 (en) Systems and methods for in-vivo optical imaging and measurement
ES2891558T3 (en) Deep tissue flowmetry using diffuse speckle contrast analysis
ES2662717T3 (en) Operating microscope with OCT system
US9918640B2 (en) Method and device for multi-spectral photonic imaging
ES2712799T3 (en) Flexible non-linear scanning laser microscope for non-invasive three-dimensional detection
ES2274306T3 (en) METHOD FOR MAKING MEASUREMENTS OF THE TOPOGRAPHY OF A SURFACE AT THE RIGHT OF ITS THERMAL ISSUANCE.
JP2006505804A6 (en) Method and apparatus for time-resolved optical imaging of biological tissue as part of an animal
JP2006505804A (en) Method and apparatus for time-resolved optical imaging of biological tissue as part of an animal
US20090240138A1 (en) Diffuse Optical Tomography System and Method of Use
JP2007528500A (en) Methods and systems for tomographic imaging using fluorescent proteins
ES2200390T3 (en) METHOD AND APPLIANCE FOR DETECTING AN OBJECT.
JP5436757B2 (en) Fluorescence observation equipment
ES2800680T3 (en) Line scan and sample scan multimodal confocal microscope
KR102587770B1 (en) System and method for rapid wide-field illumination scanning for in vivo small animal fluorescence tomography imaging
ES2896280T3 (en) Device and procedure for determining polarization information and generator of polarimetric images
ES2527004T3 (en) System and procedure for optical coherence tomography
ES2497190T3 (en) System and procedure for optical coherence tomography
ES2952511T3 (en) Miniature Multi-Objective Optical Imaging Apparatus
ES2329963B1 (en) PROCEDURE FOR LIGHTING AND DATA ACQUISITION FOR OPTICAL TOMOGRAPHY AND SYSTEM FOR APPLICATION.
ES2853356B2 (en) Device and method to characterize the rough profile of a tissue sample
Nouizi et al. 3D modeling for solving forward model of no-contact fluorescence diffuse optical tomography method

Legal Events

Date Code Title Description
EC2A Search report published

Date of ref document: 20091202

Kind code of ref document: A1

FG2A Definitive protection

Ref document number: 2329963B1

Country of ref document: ES