ES2348744T3 - Microscopio operativo con sistema oct y mã“dulo de iluminaciã“n de un microscã“pio operativo con sistema oct. - Google Patents
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Abstract
Microscopio operatorio (100) que comprende - un trayecto de rayos de observación (105) para examinar una zona (108) de un objeto; - un dispositivo de iluminación (120) que comprende una óptica de iluminación que reproduce hacia el infinito la imagen de un diafragma de campo luminoso (124) iluminado por una fuente de luz para proporcionar un trayecto paralelo de rayos de iluminación; - en donde la óptica de iluminación presenta un primer grupo de lentes (125) y un segundo grupo de lentes (126); - un objetivo (101) que está dispuesto en el trayecto paralelo de rayos de iluminación para reproducir la imagen del diafragma de campo luminoso (124) sobre la zona (108) del objeto; - un sistema OCT (152) para examinar la zona (108) del objeto; en donde el sistema OCT (152) comprende un trayecto de rayos de exploración OCT (153) que se hace pasar por el objetivo (101); caracterizado porque - en el trayecto de rayos de iluminación está previsto entre el primer grupo de lentes (125) y el segundo grupo de lentes (126) un elemento de acoplamiento (128) que acopla el trayecto de rayos de exploración OCT con el trayecto de rayos de iluminación.
Description
Microscopio operatorio con sistema OCT y módulo
de iluminación de un microscopio operatorio con sistema OCT.
La invención concierne a un microscopio
operatorio que comprende un trayecto de rayos de observación para
examinar una zona de un objeto, un dispositivo de iluminación que
comprende una óptica de iluminación que reproduce hacia el infinito
la imagen de un diafragma de campo luminoso iluminado por una fuente
de luz para proporcionar un trayecto paralelo de rayos de
iluminación, en donde la óptica de iluminación presenta un primer
grupo de lentes y un segundo grupo de lentes, un objetivo que está
dispuesto en el trayecto paralelos de rayos de iluminación para
reproducir la imagen del diafragma del campo luminoso sobre la zona
del objeto, y un sistema OCT (sistema de tomografía de coherencia
óptica) para examinar la zona del objeto, en donde el sistema OCT
comprende un trayecto de rayos de exploración OCT que se conduce a
través del objetivo.
La invención concierne también a un módulo de
iluminación de un microscopio operatorio para su conexión a un
microscopio operatorio, que comprende un alojamiento para un primer
conductor óptico a fin de proporcionar luz de iluminación, un
diafragme de campo luminoso que puede ser iluminado con luz
proveniente del conductor óptico, una óptica de iluminación que
reproduce hacia el infinito la imagen del diafragma del campo
luminoso para proporcionar un trayecto paralelo de rayos de
formación de imagen, en donde la óptica de iluminación presenta un
primer grupo de lentes y un segundo grupo de lentes, y un espejo de
iluminación que sirve para hacer que la luz de iluminación que sale
del diafragme del campo luminoso, con trayecto paralelo de rayos de
formación de imagen, sea desviada hacia la zona del objeto a través
del objetivo principal del microscopio.
Un microscopio operatorio de la clase citada al
principio es conocido por el documento EP 0 815 801. Este
microscopio operatorio contiene un sistema OCT que genera un
trayecto de rayos de exploración OCT a partir de una radiación de
láser de corta coherencia. El sistema OCT contiene una unidad de
análisis para evaluar señales de interferencia. Comprende un
dispositivo para escanear el trayecto de rayos de exploración OCT
con dos espejos de escaneo que pueden ser regulados alrededor de dos
ejes de movimiento. El trayecto de rayos de exploración OCT en el
microscopio operatorio está acoplado, a través de un espejo divisor,
con el trayecto de rayos de iluminación del microscopio operatorio.
Es desviado con éste hacia la zona del objeto a través del objetivo
principal del microscopio.
Un módulo de iluminación de un microscopio
operatorio de la clase citada al principio contiene el sistema de
microscopio operatorio OPMI® Visu 200 de Cari Zeiss. Este módulo de
iluminación está concebido para fijarlo al cuerpo base de un
microscopio operatorio. Comprende como óptica de iluminación dos
grupos de lentes que transforman un panel de campo luminoso
iluminado con luz del conductor óptico en un trayecto paralelo de
rayos de formación de imagen que discurre perpendicularmente al eje
óptico del objetivo principal del microscopio cuando el módulo de
iluminación está conectado al microscopio operatorio. El módulo de
iluminación contiene dos espejos de iluminación que desvían la luz
de iluminación paralelamente al eje óptico del objetivo principal
del microscopio.
Un sistema OCT permite la representación y
medición no invasivas de estructuras dentro de un tejido por medio
de tomografía de coherencia óptica. Como procedimiento óptico
formador de imagen, la tomografía de coherencia óptica hace posible
generar especialmente imágenes de corte o de volumen de tejido
biológico con resolución micrométrica. Un sistema OCT
correspondiente comprende una fuente para luz temporalmente
incoherente y espacialmente coherente con una longitud de coherencia
l_{c}, que se alimenta a un trayecto de rayos de sonda y a un
trayecto de rayos de referencia. El trayecto de rayos de sonda se
dirige hacia el tejido que se debe examinar. El sistema OCT
superpone a una radiación de láser - que, debido a centros de
dispersión en el tejido, es irradiada de vuelta hacia el trayecto de
rayos de sonda - una radiación de láser proveniente del trayecto de
rayos de referencia. Debido a la superposición se origina una señal
de interferencia. A partir de esta señal de interferencia se puede
determinar la posición de centros de dispersión para la radiación de
láser en el tejido examinado.
Para sistemas OCT es conocido el principio de
construcción del "OCT del dominio del tiempo" y del "OCT del
dominio de Fourier".
La estructura de un "OCT del dominio del
tiempo" se describe, por ejemplo, en el documento US 5,321,501
con ayuda de la figura la en columna 5, linea 40 - columna 11, linea
10. En este sistema se varia continuamente la longitud del camino
óptico del trayecto de rayos de referencia por medio de un espejo de
referencia dotado de rápida movilidad. La luz de los trayectos de
rayos de sonda y de referencia se superpone sobre un fotodetector.
Cuando coinciden las longitudes del camino óptico de los trayectos
de rayos de sonda y de referencia, se origina una señal de
interferencia en el fotodetector.
Un OCT del dominio de Fourier se explica, por
ejemplo, en el documento WO 2006/100544 A1. Para acotar la longitud
del camino óptico de un trayecto de rayos de sonda se superpone
nuevamente luz del trayecto de rayos de sonda sobre luz de un
trayecto de rayos de referencia. Sin embargo, a diferencia de un
"OCT del dominio del tiempo", para una medición de la longitud
del camino óptico del trayecto de rayos de sonda no se alimenta
directamente a un detector la luz de los trayectos de rayos de sonda
y de referencia, sino que ésta se descompone primero
espectroralmente por medio de un espectrómetro. La intensidad
espectral así generada de la señal superpuesta de los trayectos de
rayos de sonda y de referencia es captada después con un detector.
Evaluando la señal del detector se puede obtener nuevamente la
longitud del camino óptico del trayecto de rayos de sonda.
El problema de la invención consiste en crear un
microscopio operatorio con sistema OCT que tenga un pequeño volumen
de construcción y cuyo principio de construcción haga posible un
sencillo equipamiento posterior de microscopios operatorios para
OCT, así como proporcionar un módulo de iluminación de un
microscopio operatorio con sistema OCT integrado para su conexión a
un microscopio operatorio.
Este problema se resuelve por medio de un
microscopio operatorio de la clase citada al principio, en el que
está previsto en el trayecto de rayos de iluminación entre el primer
grupo de lentes y el segundo grupo de lentes un elemento de
acoplamiento que acopla el trayecto de rayos de exploración OCT con
el trayecto de rayos de iluminación, y dicho problema se resuelve
también con un módulo de iluminación de un microscopio operatorio de
la clase citada al principio, en el que está previsto un alojamiento
para un segundo conductor óptico de un sistema OCT a fin de
proporcionar un trayecto de rayos de exploración OCT, en donde el
módulo de iluminación del microscopio operatorio comprende un
elemento de acoplamiento que está dispuesto entre el primer grupo de
lentes y el segundo grupo de lentes y que acopla el trayecto de
rayos de exploración OCT con el trayecto de rayos de
iluminación.
En un perfeccionamiento de la invención el
elemento de acoplamiento en el microscopio operatorio o en el módulo
de iluminación del microscopio operatorio está configurado como un
espejo divisor, especialmente como un espejo plano o un dado
divisor.
En un perfeccionamiento de la invención el
objetivo dispuesto en el trayecto paralelo de rayos de iluminación
en el microscopio operatorio está configurado como un objetivo
principal del microscopio y es atravesado por el trayecto de rayos
de observación del microscopio operatorio. De esta manera, se logra
una forma de construcción especialmente compacta del microscopio
operatorio.
En un perfeccionamiento del microscopio
operatorio está previsto en el lado del objetivo alejado del objeto
un dispositivo de desviación para luz de iluminación que desvía la
luz de iluminación del dispositivo de iluminación hacia el objetivo.
De esta manera, es posible una iluminación próxima al eje de los
trayectos de rayos de observación, la cual puede ser ventajosa para
operaciones oftalmológicas.
En un perfeccionamiento de la invención el
dispositivo de desviación está configurado como un divisor de rayos
que es atravesado por el trayecto de rayos de observación del
microscopio operatorio. De esta manera, se puede conducir luz de
iluminación hacia la zona del objeto en los trayectos de rayos de
observación del microscopio operatorio.
En un perfeccionamiento de la invención el
microscopio operatorio contiene un sistema OCT para el escaneo del
trayecto de rayos de exploración OCT con un primer espejo de
escaneo. Preferiblemente, está dispuesto, además, un segundo espejo
de escaneo, pudiendo moverse el primer espejo de escaneo alrededor
de un primer eje de giro y pudiendo moverse el segundo espejo de
escaneo alrededor de un segundo eje de giro, y estando el primer eje
de giro y el segundo eje de giro lateralmente decalados uno respecto
de otro según un ángulo recto. De esta manera, es posible un
escaneado de la zona del objeto con un dibujo tramado que discurre
verticalmente.
En un perfeccionamiento de la invención el
microscopio operatorio comprende un sistema OCT con un conductor
óptico que tiene un tramo de salida de luz para el trayecto de rayos
de exploración OCT, el cual está sujeto en forma móvil. De esta
manera, se puede variar un plano de exploración OCT en la zona del
objeto y es posible ajustar el sistema para longitudes de onda OCT
diferentes teniendo en cuenta los componentes ópticos diseñados para
luz visible en el trayecto de rayos de observación.
En un perfeccionamiento de la invención el
microscopio operatorio comprende un sistema OCT con una óptica de
colimación regulable que transforma el trayecto de rayos de
exploración OCT con el segundo grupo de lentes de la óptica de
iluminación en un trayecto de rayos de exploración sustancialmente
paralelo. De esta manera, es posible desplazar el plano de
exploración OCT en el microscopio operatorio con relación al plano
de exploración de los trayectos ópticos de rayos de exploración del
sistema.
Preferiblemente, el módulo de iluminación del
microscopio operatorio comprende un dispositivo para escanear el
trayecto de rayos de exploración OCT. Este dispositivo de escaneo
puede presentar, por ejemplo, un primer espejo de escaneo y un
segundo espejo de escaneo. Como quiera que el primer espejo de
escaneo puede ser movido alrededor de un primer eje de giro y el
segundo espejo de escaneo se puede regular alrededor de un segundo
eje de giro, estando el primer eje de giro y el segundo eje de giro
lateralmente decalados uno respecto de otro según un ángulo recto,
se puede escanear una zona del objeto con un dibujo tramado que
discurre verticalmente.
En un perfeccionamiento de la invención el tramo
de salida de luz del conductor óptico para el trayecto de rayos de
exploración OCT está sujeto de forma móvil en el módulo de
iluminación del microscopio operatorio para poder ajustar así el
plano de exploración OCT.
Como quiera que en el módulo de iluminación del
microscopio operatorio está prevista una óptica de colimación
regulable por medio de la cual el trayecto de rayos de exploración
OCT puede ser transformado con el segundo grupo de lentes de la
óptica de iluminación en un trayecto de rayos de exploración
sustancialmente paralelo, es posible desplazar el plano de
exploración OCT del sistema OCT con relación a un plano de
observación para trayectos ópticos de rayos de observación.
Formas de realización ventajosas de la invención
están representadas en las figuras y se describen a
continuación.
Muestran:
La figura 1, un microscopio operatorio con
módulo de iluminación en el que está integrado un sistema OCT;
La figura 2, una sección del objetivo principal
del microscopio a lo largo de la linea II-II de la
figura 1;
La figura 3, un tramo del módulo de iluminación
con sistema OCT;
La figura 4, una distribución de intensidad del
rayo de luz de exploración OCT que sale del conductor óptico del
sistema OCT en el microscopio operatorio; y
La figura 5, una distribución de intensidad del
rayo de luz de exploración OCT en el plano de exploración OCT
situado en la zona del objeto del microscopio operatorio.
El microscopio operatorio 100 de la figura 1
tiene un objetivo principal 101 con un eje óptico 102 y un plano
focal 103 que está alojado en un cuerpo base 104 del microscopio
operatorio. El objetivo principal 101 del microscopio es atravesado
por trayectos de rayos de iluminación estereoscópicos 105 de un tubo
binocular 106. El microscopio operatorio 100 contiene un sistema de
aumento zoomizable 107.
Para iluminar la zona 108 de un objeto, el
microscopio operatorio 100 tiene como dispositivo de iluminación un
módulo de iluminación 120. Este módulo de iluminación 120 contiene
un alojamiento 121 para un primer conductor óptico 122 que
proporciona luz de iluminación 123 proveniente de una fuente de luz
no representada con más detalle. Con la luz de iluminación 123 que
sale del primer conductor óptico 122 se ilumina un diafragma de
campo luminoso regulable 124. En el módulo de iluminación 120 está
dispuesta una óptica de iluminación. La óptica de iluminación
comprende un primer grupo de lentes 125, un segundo grupo de lentes
126 y cuatro elementos de espejo 127, 128, 129 y 130.
El elemento de espejo 127 desvía la luz de
iluminación saliente del primer grupo de lentes 125 hacia el
elemento de espejo 128, desde donde dicha luz llega al segundo grupo
de lentes 126. El primer grupo de lentes 125 y el segundo grupo de
lentes 126 forman hacia el infinito la imagen del diafragme de campo
luminoso 124. Por tanto, sale luz de iluminación 123 del segundo
grupo de lentes 126 con un trayecto de rayos paralelo. El eje óptico
120 del trayecto de rayos de iluminación discurre en el lado de
salida del segundo grupo de lentes 126 en dirección perpendicular al
eje óptico 102 del objetivo principal 101 del microscopio. La luz es
guiada hacia un espejo de iluminación 130 que presenta una
perforación 131. El espejo de iluminación 130 desvía la luz de
iluminación en dirección paralela al eje óptico 102 del objetivo
principal 101 del microscopio y la lleva a la zona 108 del
objeto.
El módulo de iluminación 120 comprende también
un espejo de iluminación 132 al que se alimenta luz de iluminación
que llega al espejo de iluminación 130 a través de la perforación
131.
El espejo de iluminación 132 puede ser regulado
según la flecha doble 133 en dirección perpendicular al eje óptico
102 del objetivo principal 101 del microscopio. Esto hace posible
que se ajuste el ángulo de incidencia para la luz de iluminación en
la zona 108 del objeto.
Para variar la intensidad de la luz de
iluminación guiada en la zona del objeto se han asociado unos
diafragmas regulables 134, 135 a los espejos de iluminación 130,
132. Regulando los diafragmas 134, 135 se puede variar la intensidad
de la luz de iluminación conducida a través del objetivo principal
101 del microscopio.
El módulo de iluminación 120 presenta un
alojamiento 150 para un segundo conductor óptico 151 que está unido
con un sistema OCT 152.
El sistema OCT 152 hace posible la toma de
imágenes OCT para el examen de la zona 108 del objeto. Comprende una
unidad para la generación y análisis de un trayecto de rayos de
exploración OCT 153.
El sistema OCT 152 está integrado
preferiblemente en una consola de trípode del microscopio
operatorio, no representada con más detalle. Sin embargo, en
principio podría alojarse también en el módulo de iluminación
120.
El trayecto de rayos de exploración 153 que sale
del conductor óptico 151 es conducido a un primer espejo de escaneo
154 y a un segundo espejo de escaneo 155 de una unidad de escaneo
OCT 156. Este trayecto atraviesa una lente condensadora 157 después
de la unidad de escaneo OCT 156.
El haz de rayos 160 proveniente de la unidad de
escaneo OCT 156 es conducido hacia el elemento de espejo 128. El
elemento de espejo 128 actúa como espejo divisor. Refleja casi
completamente la luz de iluminación que sale del conductor óptico
122, pero es permeable para el trayecto de rayos de exploración OCT.
Se superpone así el trayecto de rayos de exploración OCT 153 a la
luz de iluminación 123. El elemento de espejo 128 está realizado en
el módulo de iluminación 120 como un elemento de espejo con placas
planas. Sin embargo, podría configurarse también como un dado
divisor.
La luz del trayecto de rayos de exploración OCT
153 es conducida por los espejos de iluminación 130, 132 con la luz
de iluminación hacia la zona 108 del objeto. La lente condensadora
157, el segundo grupo de lentes 126 de la óptica de iluminación en
el módulo de iluminación 120 y el objetivo principal 101 del
microscopio concentran el trayecto de rayos de exploración OCT 153
en un plano de exploración OCT 170. El plano de exploración OCT 170
es el plano de la reproducción geométrica del extremo de salida del
conductor óptico 173 en la zona 108 del objeto, fijada por los
elementos ópticos en el trayecto de rayos de exploración OCT con la
unidad de escaneo OCT 156, la lente condensadora 157, el elemento de
espejo 128, el elemento de espejo 130, el elemento de espejo 132 y
el objetivo principal 101 del microscopio. Es decir que la imagen
geométrica correspondiente del extremo de salida del conductor
óptico está situada en el plano de exploración OCT 170. Para ajustar
el plano de exploración OCT se procede, por un lado, a sujetar la
lente condensadora 152 en forma móvil por un medio de un
accionamiento de regulación 171 según la flecha doble 172. Por otro
lado, el extremo de salida 173 del conductor óptico 151 para el
trayecto de rayos de exploración OCT puede ser desplazado para ello
según la flecha doble 175 por medio de un dispositivo de regulación
17 4. Cuando se efectúa una regulación del plano de exploración OCT
170, se reajusta, siempre que sea necesario, el trayecto de rayos de
referencia en el sistema OCT.
La luz retrodispersada hacia el trayecto de
rayos de exploración OCT llega de vuelta al sistema OCT 152 a través
del objetivo principal 101 del microscopio, los elementos de espejo
132, 130, el grupo de lentes 126 y el elemento de espejo 128. La luz
de exploración OCT retrodispersada desde la zona del objeto es
interferida allí con radiación OCT proveniente de un trayecto de
rayos de referencia. La señal de interferencia es captada por medio
de un detector y evaluada por una unidad de ordenador que determina
a partir de esta señal una diferencia de longitud del camino óptico
entre centros de dispersión para luz OCT en la zona del objeto y la
longitud del recorrido de la luz en la rama de referencia.
La figura 2 es una sección a lo largo de la
linea II-II de la figura 1. Esta figura muestra los
espejos de iluminación 130, 132 y explica el recorrido de los
trayectos de rayos de observación estereoscópicos 105 en el
microscopio operatorio 100 de la figura 1. El objetivo principal 101
del microscopio es atravesado por dos trayectos de rayos parciales
estereoscópicos 105a, 105b. El eje óptico 102 del objetivo principal
101 del microscopio está situado en el centro de este objetivo.
La figura 3 muestra la unidad de escaneo OCT 156
del microscopio operatorio 100 de la figura 1. El primer espejo de
escaneo 154 y el segundo espejo de escaneo 155 están dispuestos en
forma giratoria por medio de unos servoaccionamientos 301, 302
alrededor de dos ejes 303, 304 que discurren perpendicularmente uno
a otro. Esto hace posible que se escanee el trayecto de rayos de
exploración OCT 305 sobre un plano 306.
La figura 4 muestra el tramo frontal 402 del
conductor óptico 151 de la figura 1. El conductor óptico 151 actúa
como una fibra monomodo para luz de la longitud de onda \lambda =
1310 nm. El diámetro d del núcleo de fibra del conductor óptico 122
satisface la relación
en donde NA es la apertura numérica
de la superficie frontal del conductor óptico. Preferiblemente, el
diámetro d del núcleo de fibra del conductor óptico 122 está
comprendido dentro del intervalo de 5 \mum < d < 10 \mum.
En este intervalo paramétrico el conductor óptico 122 conduce la luz
con modos de ondas de forma gaussiana. El rayo de luz de exploración
OCT 401 sale del conductor óptico 151 con un perfil de radiación de
forma aproximadamente gaussiana, el cual se caracteriza por un
parámetro de talle W_{0} y un parámetro de apertura
\theta_{0}, en donde se
cumple:
Para un diámetro del núcleo de fibra de d_{0}
= 10 \mum y una longitud de onda \lambda_{0} = 1310 nm resulta
así, como medida para la divergencia de los rayos, un ángulo de
abertura de \theta_{0} . 0,0827 rad.
La superficie frontal 402 del conductor óptico
151 se reproduce como imagen, a través del objetivo principal 101
del microscopio, sobre la zona 107 del objeto, en el plano de
exploración OCT 170, por medio de los espejos de escaneo 154 y 155
en el microscopio operatorio 100 de la figura 1, la lente
condensadora 157, el elemento de espejo 128, el segundo grupo de
lentes 126, el elemento de espejo 130 y el elemento de espejo
132.
La figura 5 muestra la evolución de la
distribución de intensidad del rayo de luz de exploración OCT 4 01
en dirección perpendicular al plano de exploración OCT 501. En el
plano de exploración OCT 501 la distribución de intensidad de la
radiación de exploración OCT tiene un estrechamiento muy pequeño.
Fuera del plano de exploración OCT aumenta el diámetro del trayecto
de rayos de exploración OCT. Dado que el rayo de luz de exploración
OCT 401 sale del conductor óptico 151 de la figura 4 con un perfil
de radiación de forma aproximadamente gaussiana, la lente
condensadora 157 y el objetivo principal 101 del microscopio
producen para el rayo de luz de exploración OCT, en la zona de
exploración OCT 170, un llamado haz gaussiano 500 del rayo de luz de
exploración OCT 401. Este haz gaussiano 500 se caracteriza por el
parámetro confocal z como medida de la extensión longitudinal del
talle del haz gaussiano y por el parámetro de talle W como medida
del diámetro del pequeñísimo estrechamiento 502 del rayo de luz de
exploración OCT 401, es decir, para el diámetro de su talle,
cumpliéndose que:
en donde \lambda es la longitud
de onda del rayo de luz de exploración OCT. Entre el parámetro de
talle W del haz gaussiano 500 y el parámetro de talle W0 del rayo de
luz de exploración 401 mostrado en la figura 4, que sale del
conductor óptico 151, se cumple la relación
siguiente:
en donde \beta es el parámetro de
aumento o de reducción de la reproducción geométrica anteriormente
mencionada del extremo de salida del conductor óptico 151 de la
figura 1 en el plano de exploración OCT. \beta está vinculado con
la distancia focal f_{1} de la lente condensadora 157 de la figura
1 y la distancia focal f_{2} del objetivo principal del
microscopio por la relación
siguiente:
El tamaño de las estructuras que se pueden
resolver con el rayo de luz de exploración OCT 401 viene determinado
por el diámetro de este rayo en el plano de exploración OCT 170, es
decir, por el parámetro de talle W. Si, por ejemplo, una aplicación
requiere una resolución lateral del sistema OCT en el microscopio
operatorio de aproximadamente 40 \mum, la sección transversal del
rayo de luz de exploración OCT 401 sobre la superficie tiene que
ascender, según el teorema de Nyquist, a aproximadamente 20 \mum.
Por tanto, a una longitud de onda dada \lambda para el rayo de luz
de exploración OCT 153 de la figura 1 se tienen que elegir
adecuadamente, para una resolución deseada del sistema OCT 152, el
aumento de la reproducción óptica en el trayecto de rayos OCT y el
diámetro del núcleo de fibra en el conductor óptico 151.
El parámetro confocal z como medida de la
extensión longitudinal del talle del haz gaussiano determina la zona
de profundidad axial a partir de la cual puede detectarse luz
retrodispersada en el trayecto de rayos de exploración OCT 153 de la
figura 1: Cuanto más pequeño sea el parámetro confocal z, tanto
mayor será la pérdida de resolución lateral del sistema OCT en caso
de que un objeto explorado con radiación de exploración OCT se aleje
del plano de exploración OCT 170, ya que el lugar de emplazamiento
de centros de dispersión puede localizarse solamente dentro del
"embudo" definido por el parámetro de talle W y el parámetro
confocal z.
Puesto que, por un lado, la resolución axial de
un sistema OCT está limitada por la longitud de coherencia l_{c}
de la luz de la fuente de luz utilizada en el sistema OCT y, por
otro lado, la resolución lateral del sistema OCT disminuye cuando su
carrera de profundidad sobrepasa la extensión proporcionada con el
parámetro confocal z, es favorable el ajuste del parámetro confocal
z a la carrera de profundidad del sistema OCT.
Para una longitud de onda determinada \lambda
del rayo de luz de exploración OCT 4 01 resulta entonces la
resolución lateral posible del sistema OCT de la figura 1, ya que la
longitud de onda \lambda y el parámetro confocal z fijan el
parámetro de talle W. Las unidades ópticas en el trayecto de rayos
de exploración OCT 153 de la figura 1 y el dimensionamiento del
núcleo de fibra del conductor óptico 151 se tienen que elegir
entonces de modo que resulte el parámetro de talle correspondiente
W.
El microscopio operatorio 100 está diseñado de
modo que el plano focal 170 del objetivo principal 101 del
microscopio coincida para la zona espectral visible y el plano de
exploración OCT 160. El talle 502 del rayo de luz de exploración OCT
mostrado en la figura 5 está situado entonces en el plano focal del
microscopio operatorio.
Como alternativa a este diseño del microscopio
operatorio, puede estar previsto también un decalaje respecto del
plano de exploración OCT y del plano focal del microscopio
operatorio. Preferiblemente, este decalaje no es mayor que el
parámetro confocal z del rayo de luz de exploración OCT en la zona
del plano de exploración OCT. Esto hace posible que, por ejemplo, se
visualice por medio de OCT una zona de un objeto situada
inmediatamente debajo del plano focal del microscopio operatorio.
Sin embargo, puede ser pertinente también prever para determinadas
aplicaciones un decalaje definido que sobrepase al parámetro
confocal, por ejemplo para poder examinar con el microscopio
operatorio el lado anterior de la córnea de un ojo de un paciente y
visualizar al mismo tiempo por medio del sistema OCT el lado
posterior de la córnea del ojo del paciente o de su cristalino.
Como quiera que el plano de exploración OCT está
más alejado del objetivo principal 101 del microscopio de la figura
1 en la medida del parámetro de Rayleigh z, se puede maximizar la
carrera de profundidad para el sistema OCT en la zona del
objeto.
Una forma de realización modificada del
microscopio operatorio 100 explicado con ayuda de la figura 1
contiene un objetivo principal enfocable de dicho microscopio con
una distancia focal ajustable. Esta medida posibilita también la
traslación de un plano de exploración OCT y la variación de la
reproducción geométrica del extremo de salida del conductor óptico
en el plano de exploración OCT.
Claims (18)
1. Microscopio operatorio (100) que
comprende
- un trayecto de rayos de observación (105) para
examinar una zona (108) de un objeto;
- un dispositivo de iluminación (120) que
comprende una óptica de iluminación que reproduce hacia el infinito
la imagen de un diafragma de campo luminoso (124) iluminado por una
fuente de luz para proporcionar un trayecto paralelo de rayos de
iluminación;
- en donde la óptica de iluminación presenta un
primer grupo de lentes (125) y un segundo grupo de lentes (126);
- un objetivo (101) que está dispuesto en el
trayecto paralelo de rayos de iluminación para reproducir la imagen
del diafragma de campo luminoso (124) sobre la zona (108) del
objeto;
- un sistema OCT (152) para examinar la zona
(108) del objeto;
en donde el sistema OCT (152) comprende un
trayecto de rayos de exploración OCT (153) que se hace pasar por el
objetivo (101);
caracterizado porque
- en el trayecto de rayos de iluminación está
previsto entre el primer grupo de lentes (125) y el segundo grupo de
lentes (126) un elemento de acoplamiento (128) que acopla el
trayecto de rayos de exploración OCT con el trayecto de rayos de
iluminación.
2. Microscopio operatorio según la
reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de
acoplamiento (128) está configurado como un espejo divisor,
especialmente como un espejo plano o un dado divisor.
3. Microscopio operatorio según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el objetivo
dispuesto en el trayecto paralelo de rayos de observación está
configurado como objetivo principal (101) del microscopio y es
atravesado por el trayecto de rayos de observación (105, 105a, 105b)
del microscopio operatorio (100).
4. Microscopio operatorio según la
reivindicación 3, caracterizado porque en el lado del
objetivo (101) alejado del objeto está previsto un dispositivo de
desviación (129, 130) que desvía la luz de iluminación del
dispositivo de iluminación hacia el objetivo (101).
5. Microscopio operatorio según la
reivindicación 4, caracterizado porque el dispositivo de
desviación está configurado como un divisor de rayos que es
atravesado por el trayecto de rayos de observación del microscopio
operatorio.
6. Microscopio operatorio según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el sistema
OCT comprende, para el escaneo del trayecto de rayos de exploración
OCT, un primer espejo de escaneo (154) que puede moverse alrededor
de un eje de giro (303).
7. Microscopio operatorio según la
reivindicación 6, caracterizado porque está previsto un
segundo espejo de escaneo (155) que puede moverse alrededor de un
segundo eje de giro (304), estando el primer eje de giro (303) y el
segundo eje de giro (304) desplazados lateralmente uno respecto de
otro según un ángulo recto.
8. Microscopio operatorio según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el sistema
OCT comprende un conductor óptico (151) que presenta un tramo de
salida de luz para el trayecto de rayos de exploración OCT, estando
previstos unos medios para mover el tramo de salida de luz (174) del
conductor óptico (151).
9. Microscopio operatorio según cualquiera de
las reivindicaciones la 8, caracterizado porque el sistema
OCT comprende una óptica de colimación (157) que transforma el
trayecto de rayos de exploración OCT, con el segundo grupo de lentes
(126) de la óptica de iluminación, en un trayecto de rayos de
exploración sustancialmente paralelo.
10. Microscopio operatorio según la
reivindicación 9, caracterizado porque están previstos unos
medios (171) para mover la óptica de colimación (157) con miras a
ajustar el plano de exploración OCT (170) del sistema OCT (152)
.
11. Módulo de iluminación (120) de microscopio
operatorio para su conexión a un microscopio operatorio (100), que
comprende
- un alojamiento (121) para un primer conductor
óptico (122) a fin de proporcionar luz de iluminación (123);
- un diafragma de campo luminoso (124) que puede
ser iluminado con luz proveniente del conductor óptico (122);
- una óptica de iluminación que reproduce hacia
el infinito la imagen del diafragma de campo luminoso (120) para
proporcionar un trayecto paralelo de rayos de formación de imagen;
en donde
- la óptica de iluminación presenta un primer
grupo de lentes (125) y un segundo grupo de lentes (126); y
- un espejo de iluminación (129, 130) que sirve
para que la luz de iluminación que sale del diafragma de campo
luminoso (124), con trayecto paralelo de rayos de formación de
imagen, sea conducida a través del objetivo principal (101) del
microscopio hasta la zona (108) de un objeto,
caracterizado porque
- está previsto un alojamiento (150) para un
segundo conductor óptico (151) de un sistema OCT (152) a fin de
proporcionar un trayecto de rayos de exploración OCT (153); y
- el módulo de iluminación (120) del microscopio
operatorio comprende un elemento de acoplamiento (128) que está
dispuesto entre el primer grupo de lentes (125) y el segundo grupo
de lentes (126) y que acopla el trayecto de rayos de exploración OCT
(153) con el trayecto de rayos de iluminación.
12. Módulo de iluminación de microscopio
operatorio según la reivindicación 11, caracterizado porque
el elemento de acoplamiento (128) está configurado como un espejo
divisor, especialmente como un espejo plano o un dado divisor.
13. Módulo de iluminación de microscopio
operatorio según la reivindicación 11 o la reivindicación 12,
caracterizado porque el módulo de iluminación del microscopio
operatorio comprende un dispositivo (156) para escanear el trayecto
de rayos de exploración OCT.
14. Módulo de iluminación de microscopio
operatorio según la reivindicación 13, caracterizado porque
el dispositivo (156) para escanear el trayecto de rayos de
exploración OCT presenta un primer espejo de escaneo (154) que puede
moverse alrededor de un primer eje de giro (303).
15. Módulo de iluminación de microscopio
operatorio según la reivindicación 14, caracterizado porque
está previsto un segundo espejo de escaneo (155) que puede moverse
alrededor de un segundo eje de giro (304), estando el primer eje de
giro (303) y el segundo eje de giro (304) decalado lateralmente uno
respecto de otro según un ángulo recto.
16. Módulo de iluminación de microscopio
operatorio según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14,
caracterizado porque el sistema OCT comprende un conductor
óptico (151) que presenta un tramo de salida de luz para el trayecto
de rayos de exploración OCT, estando previstos unos medios para
mover el tramo de salida de luz (174) del conductor óptico
(151).
17. Módulo de iluminación de microscopio
operatorio según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16,
caracterizado porque el sistema OCT comprende una óptica de
colimación (157) que transforma el trayecto de rayos de exploración
OCT, con el segundo grupo de lentes (126) de la óptica de
iluminación, en un trayecto de rayos de exploración sustancialmente
paralelo.
18. Módulo de iluminación de microscopio
operatorio según la reivindicación 17, caracterizado porque
están previstos unos medios (171) para mover la óptica de colimación
(157) con miras a ajustar el plano de exploración OCT (170) del
sistema OCT (152).
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