ES2928615T3 - Dispositivo de formación de imágenes modular y procedimiento de formación de imágenes - Google Patents

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Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo de formación de imágenes que comprende: un módulo de iluminación (1) que comprende medios para emitir al menos un haz de excitación; un módulo de escaneo/inyección (2) que comprende una guía de ondas de imagen (3), cuyos dos extremos, el extremo proximal (3a) y el extremo distal (3b) respectivamente, están conectados a través de una pluralidad de fibras ópticas, y el escaneo/inyección medios (6) destinados a inyectar el al menos un haz de excitación a su vez en una fibra de la guía de ondas de imagen (3) y luego en el lado proximal (3a) de dicha guía de ondas y un módulo de detección (4) que comprende medios para detectar una luz flujo (14) recogido en el extremo distal (3b) de la guía de ondas. Al menos el módulo de iluminación (1) o el módulo de detección (4) se conjugan ópticamente con el módulo de escaneo/inyección (2) a través de una fibra óptica de conjugación (5, 7). El uso de fibras conjugadas (5, 7) permite mejorar el mantenimiento, reparación y actualización del dispositivo. También permite realizar un filtrado modal del haz de excitación y asegura que el dispositivo sea confocal. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de formación de imágenes modular y procedimiento de formación de imágenes
Campo técnico
La presente invención se refiere a un dispositivo de formación de imágenes por escaneo proximal de un cordón de fibras ópticas. También se refiere a un procedimiento implementado por este dispositivo.
El campo de la invención es en concreto el de la endoscopia y la microscopía confocal de fibra.
Estado de la técnica anterior
El documento US 5659642 A describe un microscopio confocal que comprende un módulo de iluminación, un módulo de detección, y un módulo con interruptores conectado a una guía de imagen y que comprende un conjunto de interruptores. El módulo con interruptores está dispuesto para conmutar de forma selectiva las fibras de la guía de imagen por las que circula un haz de excitación.
Los documentos US 6370422 B1 y "Endoscope-compatible confocal microscope using a gradient index-lens System" (Optics Communications 188 (2001) 267-273) describen sistemas ópticos que comprenden una guía de imagen que está conectada convencionalmente a medios de iluminación o de detección por un conjunto de lente, espejo, filtro o cubo divisor de haz.
El documento EP 1686407 A1 describe un microscopio confocal que comprende un módulo de iluminación, un módulo de detección y un módulo de inyección conectado a un objetivo de microscopio.
El documento US 2006/017 920 A1 describe un microscopio confocal que comprende un módulo de iluminación y detección, y un módulo de inyección conectado a un objetivo de microscopio.
El documento WO 2004/106985 A2 describe un sistema óptico que comprende una fibra doble.
El documento EP 1811 328 A1 describe un dispositivo de observación biológica que comprende una guía de imágenes de varias fibras ópticas, y una fibra óptica común a la iluminación y a la detección.
Se conoce el documento WO 06000704 A1, que describe un sistema de formación de imágenes microscópicas por fluorescencia mediante escaneo proximal de un cordón de fibras ópticas.
Dicho sistema comprende láseres que emiten haces de excitación, un conjunto de filtros dicroicos, láminas divisoras de haz y lentes que guían los haces de excitación hasta medios de escaneo que inyectan los haces de excitación, a su vez, en una fibra de una guía de imagen y en el lado proximal de la guía. La guía está dispuesta para guiar los haces de excitación hasta su extremo distal situado en contacto o próximo a una muestra. En respuesta a los haces de excitación, la muestra emite un flujo luminoso de respuesta, recogido por el extremo distal de la guía. El flujo recogido es guiado después a lo largo de la guía por los medios de escaneo e inyección y el conjunto de filtros, láminas y lentes hasta un detector. Un orificio de filtrado delante del detector permite rechazar la luz que podría haberse acoplado en las fibras de la guía adyacentes a la que transporta los haces de excitación. De este modo, sólo la parte del flujo recogido que ha sido guiada a lo largo de la fibra que transporta los haces de excitación forma imágenes en el detector.
La alineación óptica del orificio de filtrado con respecto a la posición de las fibras de la guía en el lado proximal de la guía es fundamental, ya que garantiza el carácter confocal del sistema. Dicha alineación es compleja de lograr, ya que el diámetro típico de las fibras de la guía es de unos pocos micrómetros. Esta alineación depende en concreto de todos los componentes ópticos situados entre el orificio de filtrado y la guía de imagen.
Las características técnicas de algunos de los componentes ópticos del sistema dependen en gran medida de las longitudes de onda de los haces de excitación utilizados, en particular las características de los filtros dicroicos. Un primer problema de este sistema es que para cambiar la longitud de onda del haz de excitación, las fuentes láser y los filtros dicroicos son de difícil acceso y, en general, es preferible reemplazar todo el sistema.
Un segundo problema con dicho sistema es que es casi imposible reemplazar o desplazar un componente óptico del sistema o añadir un nuevo componente óptico al sistema sin tener que realinear todo el sistema. En concreto, sin realinear el sistema, su carácter confocal corre el riesgo de perderse.
El objetivo de la presente invención es proponer un dispositivo que permita resolver todos o parte de los problemas expuestos anteriormente, así como un procedimiento implementado en dicho dispositivo.
Exposición de la invención
Este objetivo se logra con un dispositivo de formación de imágenes según la reivindicación 1.
En este documento, se dice que dos objetos están conectados o conjugados ópticamente cuando al menos un flujo, señal o haz óptico puede ser guiado de un objeto a otro. Uno de estos objetos puede consistir, por ejemplo, en uno de los módulos o en una de las fibras del dispositivo según la invención.
En este documento, cuando dos objetos están conjugados ópticamente por un elemento óptico principal (comprendiendo típicamente este elemento principal una fibra óptica), puede haber otros elementos ópticos intermedios que conjuguen los objetos al elemento óptico principal. La fibra de conjugación puede comprender una fibra de iluminación, una fibra de detección o una fibra de división que se describirán más adelante.
El dispositivo según la invención puede comprender medios para desconectar y reconectar la conjugación por la fibra óptica de conjugación, como un conector.
Los medios de emisión pueden comprender varias fuentes que emiten, cada una, un haz de excitación, y el módulo de iluminación puede comprender medios para multiplexar los haces de excitación en la fibra óptica de iluminación. Cada fuente puede combinarse ópticamente a los medios de multiplexación mediante una fibra óptica fuente, y los medios de multiplexación pueden comprender, por ejemplo, un multiplexor de fibra que fusiona los núcleos de las fibras fuente, o medios de multiplexación no de fibra que comprenden, por ejemplo, sistemas acústico-ópticos de multiplexación, o incluso un multiplexor del tipo "phasar". Preferentemente, la fibra óptica de iluminación está dispuesta para conjugarse ópticamente, a su vez, a una única fibra de la guía en la que se inyecta, a su vez, el al menos un haz de excitación por los medios de escaneo e inyección.
De manera general, el módulo de detección puede comprender medios para demultiplexar en longitud de onda el flujo luminoso recogido. Los medios de detección pueden comprender varios detectores, estando dispuesto cada detector para detectar una banda de longitud de onda dada del flujo demultiplexado.
Los medios de división pueden comprender un filtro dicroico, preferentemente multibanda. Los medios de división también pueden comprender un cubo divisor de haz, tal como preferentemente un cubo polarizador, estando el módulo de iluminación y el módulo de detección previstos entonces preferentemente en concreto para la formación de imágenes por reflectancia de una muestra.
De acuerdo con otro aspecto más de la invención, se proporciona un procedimiento de formación de imágenes según la reivindicación 13.
En este documento, una etapa de enlace o conjugación óptica entre dos objetos comprende un guiado de al menos un flujo, señal o haz óptico de un objeto a otro. Uno de estos objetos puede consistir, por ejemplo, en uno de los módulos o en una de las fibras del dispositivo según la invención.
El procedimiento según la invención también puede comprender una superposición espacial o una multiplexación de varios haces de excitación en la fibra de iluminación.
El procedimiento según la invención puede comprender además una demultiplexación en longitud de onda, por el módulo de detección, del flujo luminoso recogido.
Por acoplamiento entre las fibras de una guía de imagen, se entiende una transmisión, a lo largo de la guía, de luz entre una primera fibra de la guía y una segunda fibra de la guía adyacente a la primera fibra. De manera general, cualquier efecto de acoplamiento entre las fibras de la guía de imagen se omite en la descripción de la invención, en concreto cuando se dice que la fibra óptica de conjugación está conjugada ópticamente a una única fibra de la guía: no se considera el acoplamiento entre esta única fibra y las fibras de la guía adyacentes a esta única fibra. Preferentemente, la guía de imagen del dispositivo, procedimiento, o módulo según la invención está dispuesta de manera que no haya sustancialmente acoplamiento entre las fibras de esta guía.
Descripción de las figuras y realizaciones
Otras características y ventajas de la invención aparecerán con la lectura de la descripción detallada de realizaciones e implementaciones sin carácter limitante, y de los siguientes dibujos adjuntos, donde:
- la figura 1 es una vista esquemática de un dispositivo no reivindicado,
- la figura 2 es una vista más detallada de una primera realización de dispositivo no reivindicado,
- la figura 3 es una vista de una segunda realización de dispositivo no reivindicado,
- la figura 4 es una vista de una tercera realización de dispositivo no reivindicado,
- la figura 5 es una vista de una cuarta realización de dispositivo según la invención, y
- la figura 6 es una vista de una quinta realización de dispositivo según la invención.
En primer lugar se describirá, con referencia a la figura 1, un dispositivo cuyas características son comunes a las diferentes realizaciones que se describirán a continuación y que implementan un procedimiento según la invención.
El dispositivo comprende un módulo de iluminación 1, un módulo de escaneo e inyección 2, y un módulo de detección 4. Típicamente, la guía comprende varios miles de fibras con un diámetro de algunos micrómetros cada una.
El módulo de iluminación 1 comprende medios para emitir al menos un haz de excitación, y está conjugado ópticamente al módulo de escaneo e inyección 2 por medio de una fibra óptica de iluminación 5. Cuando el módulo de iluminación 1 emite el al menos un haz de excitación, este haz de excitación es guiado a lo largo de la fibra de iluminación 5 hasta el módulo de escaneo e inyección 2.
El módulo de escaneo e inyección comprende una guía de imagen 3 que comprende dos extremos respectivamente proximal 3a y distal 3b conectados por una pluralidad de fibras ópticas multimodo. El módulo de escaneo e inyección 2 comprende además medios 6 para escanear e inyectar el al menos un haz de excitación, a su vez, en una fibra de la guía de imagen 3 y en el lado proximal 3a de la guía. En este documento, se entiende por "posición de los medios de escaneo e inyección" un estado de los medios 6 de escaneo e inyección para el cual estos medios están dispuestos para inyectar el al menos un haz de excitación en una fibra dada de la guía 3, adoptando los medios de escaneo y de inyección sucesivamente varias posiciones para escanear periódicamente todas las fibras de la guía. Este al menos un haz de excitación es guiado entonces en esta fibra de la guía hasta el extremo distal 3b de la guía 3. El extremo distal 3b está previsto para colocarse en o en contacto con una muestra y para recoger un flujo luminoso emitido por la muestra. El flujo recogido puede comprender, por ejemplo, señales de reflectancia y/o fluorescencia, emitidas por la muestra respectivamente por reflectancia y/o por fluorescencia en respuesta al, al menos un, haz de excitación que ha recibido esta muestra. Por reflectancia se entiende una emisión de luz por dispersión o por retrodispersión. La guía 3 forma así típicamente una sonda endoscópica, pudiendo estar el extremo distal 3b equipado o no con un cabezal óptico.
El módulo de escaneo e inyección 2 está conjugado ópticamente al módulo de detección 4 por medio de una fibra óptica de detección 7. El flujo luminoso recogido por el extremo distal 3b es guiado hasta el extremo proximal 3a, después es guiado hacia la entrada de la fibra óptica de detección 7. El flujo luminoso recogido es guiado entonces a lo largo de la fibra de detección 7 hasta el módulo de detección 4.
El módulo de detección 4 comprende medios para detectar el flujo luminoso recogido en el extremo distal 3b.
Una primera función de las fibras de iluminación 5 y de detección 7 que conjugan los módulos 1,2, 4 es jugar un papel de puente entre estos módulos, y por lo tanto separar las principales funciones internas del dispositivo, es decir, las funciones de iluminación, de escaneo e inyección, y de detección, asociando cada una de estas funciones internas a uno de los módulos 1,2, 4. De este modo, estas funciones separadas son más fáciles de reparar. El uso de las fibras 5, 7 permite un acceso simple a los componentes del dispositivo, por ejemplo, para reemplazar un componente óptico en el interior de uno de los módulos 1, 2, 4 o para alinear entre sí componentes ópticos en el interior de uno de los módulos sin correr, no obstante, el riesgo de desalinear ópticamente todo el dispositivo.
Además, los extremos de las fibras 5, 7 se fijan de manera amovible a conectores, de modo que la conjugación entre el módulo de iluminación 1 y el módulo de escaneo e inyección 2 por medio de la fibra de iluminación 5, y la conjugación entre el módulo de detección 4 y el módulo de escaneo e inyección 2 por medio de la fibra de detección 7 se pueden desconectar y reconectar. Por lo tanto, los diferentes módulos 1, 2, 4 del dispositivo según la invención pueden separarse del resto del dispositivo. De este modo, las funciones separadas son más fáciles de reemplazar. Por lo tanto, uno de los módulos 1, 2, 4 se puede reemplazar rápidamente, sin tener que reemplazar todo el dispositivo, lo que representa una ventaja económica, y sin tener que realinear ópticamente los módulos entre sí.
Las conjugaciones de fibra 5, 7 entre los módulos 1,2, 4, permiten además añadir otros módulos al dispositivo según la invención, o más generalmente hacer evolucionar el dispositivo sin tener que reemplazarlo en su totalidad. Es posible, por ejemplo, reemplazar la fibra de iluminación 5 por un conjunto de componentes ópticos conjugado ópticamente al módulo de iluminación 1 por una fibra óptica y conjugado ópticamente al módulo de escaneo e inyección 2 por otra fibra óptica, o reemplazar la fibra de detección 7 por un conjunto de componentes ópticos conjugado ópticamente al módulo de detección 4 por una fibra óptica y conjugado ópticamente al módulo de escaneo e inyección 2 por otra fibra óptica.
De este modo, la arquitectura en forma de módulos asociados a funciones separadas y conjugados ópticamente por fibras ópticas permite reducir los costes y los tiempos de fabricación del dispositivo según la invención y mejorar el mantenimiento, la reparación o la actualización del dispositivo según la invención.
Además, la fibra óptica de iluminación 5 es una fibra óptica monomodo preferentemente gaussiana, estando seleccionado el modo de la fibra monomodo 5 para excitar eficazmente uno o más modos de la guía 3. De este modo, la fibra 5 garantiza al, al menos, un haz de excitación una alta calidad monomodo gaussiana. Además, la tasa de inyección del al menos un haz de excitación en la guía de imagen 3 es óptima, ya que la PSF ("Point Spread Function" o "función de dispersión de punto") en la inyección en la guía está prevista para corresponder bien al modo fundamental de las fibras ópticas de la guía. De este modo, otra función de la fibra de iluminación es un filtrado modal del al menos un haz de excitación.
Finalmente, la fibra óptica de iluminación 5 está dispuesta, para una posición dada de los medios de escaneo e inyección, para estar conjugada ópticamente a una única fibra de la guía 3, más particularmente a la fibra de la guía en la que están dispuestos los medios de escaneo e inyección para inyectar el al menos un haz de excitación. Para una posición dada de los medios de escaneo e inyección 6, el al menos un haz de excitación transportado por la fibra de iluminación 5 es inyectado únicamente en una única fibra de la guía. En particular, el diámetro de la fibra de iluminación 5 y la posición del extremo de la fibra de iluminación 5 orientado hacia el módulo de escaneo e inyección 2 dependen del diámetro de las fibras de la guía 3, de la posición del extremo proximal 3a de la guía y de las características de los componentes ópticos situados entre la fibra de iluminación 5 y los medios de escaneo e inyección 6.
La fibra óptica de detección 7 es una fibra óptica multimodo. En efecto, el flujo luminoso recogido por el extremo distal 3b, emitido, por ejemplo, por reflectancia o por fluorescencia, excita, en general, muchos modos de las fibras de la guía. De este modo, la fibra de detección 7 transporta el flujo luminoso recogido por la guía 3 prácticamente sin pérdida de señal. De este modo, otra función de la fibra de detección 7 es no efectuar filtrado modal sobre el flujo recogido por la guía 3.
Además, la fibra óptica de detección 7 está dispuesta, para una posición dada de los medios de escaneo e inyección, para estar conjugada ópticamente a una única fibra de la guía 3. Dicho de otra manera, para una posición dada de los medios de escaneo e inyección 6, la fibra de detección 7 transporta hacia el módulo de detección únicamente la parte del flujo luminoso recogido en el extremo distal 3b que ha sido guiada a lo largo de esta única fibra de la guía 3. La fibra de detección 7 permite rechazar las partes del flujo recogido que han sido guiadas a lo largo de las otras fibras de la guía. En cuanto a la fibra de iluminación 5, el diámetro y la posición del extremo de la fibra de detección 7 orientado hacia el módulo de escaneo e inyección deben ajustarse para ello. Preferentemente, la fibra óptica de detección está, para una posición dada de los medios de escaneo e inyección, conjugada ópticamente a la fibra de la guía en la que los medios de escaneo e inyección inyectan el al menos un haz de excitación. La fibra de detección 7 permite, por lo tanto, para una posición dada de los medios de escaneo e inyección, rechazar las partes del flujo recogido que han sido guiadas a lo largo de fibras distintas de la que guía los haces de excitación. De este modo, la fibra de detección 7 hace las veces de orificio de filtrado. La fibra de detección 7 tiene, por lo tanto, una función de filtrado espacial del flujo recogido en el extremo distal 3b. La fibra de detección 7 permite seleccionar la fibra de la guía 3 que sirvió para la iluminación (es decir para el transporte del al menos un haz de excitación) permitiendo así que el dispositivo según la invención conserve su carácter confocal. Este carácter confocal se debe inicialmente a una conjugación óptica de un punto de la muestra con únicamente la fibra de la guía que guía un haz de excitación que excita este punto de la muestra.
Los medios de escaneo e inyección 6 están dispuestos para inyectar el al menos un haz de excitación, a su vez, en una fibra de la guía de imagen 3, para escanear periódicamente todas las fibras de la guía. Al inyectar, a su vez, los haces de excitación en una fibra de la guía 3, los medios de detección del módulo de detección 4 detectan, a su vez, el flujo luminoso recogido por el extremo distal 3b, guiado a lo largo de esta fibra de la guía, y procedente de un punto fuente de la muestra. Cuando los medios de escaneo e inyección han escaneado todas las fibras de la guía, los medios de detección han escaneado un conjunto de puntos fuente de la muestra, es decir, todo un campo de visión de la muestra. Los medios de detección están conectados a medios para construir, a partir de este escaneo del campo de visión, una imagen de la muestra. Los medios de construcción pueden construir una imagen de reflectancia o de fluorescencia de la muestra, según de la naturaleza de las señales del flujo luminoso recogido. Los medios de detección también están conectados a medios para visualizar la imagen construida. El tamaño del campo de visión depende del número de fibras en la guía de imagen, del diámetro de estas fibras, y eventualmente de las características del cabezal óptico situado en el extremo distal de la guía si este cabezal existe. Típicamente, la guía comprende algunos miles de fibras que tienen un diámetro de algunos micrómetros. Por lo tanto, el campo de visión tiene típicamente uno o unos pocos cientos de micrómetros de lado. El dispositivo según la invención es entonces particularmente adecuado para microscopía confocal de fibra de fluorescencia y/o reflectancia.
Ahora se describirá, con referencia a la figura 2, una primera realización del dispositivo 101 aplicada en concreto a la detección, cuantificación o formación de imágenes por fluorescencia. Al tener esta realización todas las características del dispositivo que se acaba de describir con referencia a la figura 1, las referencias 1 a 7 no se describirán de nuevo.
Los medios de emisión del módulo de iluminación 1 comprenden varias fuentes de excitación 8, 9, 10. Estas fuentes de excitación son fuentes láser, cada una de las cuales emite un haz de excitación que tiene una longitud de onda o banda de longitud de onda diferente de las de los otros haces de excitación. El dispositivo 101 comprende además medios para multiplexar las fuentes 8, 9, 10 dentro de la fibra óptica de iluminación 5. De este modo, la fibra óptica de iluminación 5 permite superponer espacialmente todos los haces de excitación 11 en la entrada del módulo de escaneo e inyección 2.
Cada fuente 8, 9, 10 está conjugada ópticamente a un multiplexor 12 por una fibra fuente respectivamente 108, 109 o 110 que transporta el haz de excitación emitido por dicha fuente. El multiplexor 12 es un multiplexor de fibra dispuesto para fusionar los núcleos de las fibras fuente 108 a 110 en una única fibra de la que la fibra de iluminación 5 es la prolongación. En la entrada del módulo de escaneo e inyección 2, los haces de excitación 11 son colimados por un sistema óptico 13.
Por las mismas razones que para la fibra de iluminación 5, las fibras fuente 108 a 110 son fibras monomodo. De este modo, las fibras 108 a 110 proporcionan a cada haz de excitación una alta calidad monomodo gaussiana y una tasa óptima de inyección de cada haz de excitación en la guía de imagen 3. Por lo tanto, cada fibra fuente permite un filtrado modal de un haz de excitación.
El módulo de iluminación 1 comprende una carcasa en cuyo interior se agrupan las fuentes 8 a 10, las fibras fuente 108 a 110 y el multiplexor 12. La fibra de iluminación 5 se puede desconectar de y reconectar a la carcasa del módulo de iluminación 1 por medio de un conector. Asimismo, la fibra fuente 108 a 110 se puede desconectar de y reconectar a la fuente respectivamente 8 a 10, lo que permite reemplazar esta fuente y, por lo tanto, la longitud de onda o banda de longitud de onda del haz de excitación emitido por esta fuente.
El módulo de detección 4 comprende medios para demultiplexar en longitud de onda el flujo luminoso 14 recogido en el extremo distal de la guía 3. Los medios de demultiplexación 15 comprenden varios filtros dicroicos 16a, 16b. Cada filtro dicroico 16a o 16b devuelve hacia un detector 17 o 18 una banda diferente de longitud de onda del flujo 14. De este modo, cada detector 17 o 18 está dispuesto para detectar una banda diferente de longitud de onda del flujo 14, y permite formar imágenes de la muestra con ayuda de señales de fluorescencia cuya longitud de onda está comprendida en esta banda y recogidas por el extremo distal 3b.
Los medios de detección comprenden al menos un detector 17 o 18 por fuente 8 a 10 y, por lo tanto, por banda de longitud de onda de haz de excitación. Cada detector 17 o 18 está asociado a un haz de excitación. En efecto, la banda de longitud de onda de cada detector 17 o 18 corresponde preferentemente a la banda de emisión de un fluoróforo excitado a la longitud de onda o banda de longitud de onda del haz de excitación asociado a dicho detector. En el ejemplo ilustrado en la figura 2, el dispositivo 101 comprende tres fuentes 8 a 10 y cuatro detectores 17 y 18, ya que varias bandas de longitudes de onda del flujo 14 se pueden vincular a la misma longitud de onda o banda de longitud de onda de haz de excitación, pudiendo adaptarse dicho haz de excitación para excitar varios fluoróforos.
Cada filtro dicroico 16a o 16b está asociado a una fibra de demultiplexación 117 o 118 dispuesta para guiar hacia el detector 17 o 18 la banda de longitudes de onda devuelta por este filtro dicroico. Por las mismas razones que la fibra de detección 7, las fibras de demultiplexación son fibras ópticas multimodo. Por razones fotométricas, y para un aumento óptico igual a uno del conjunto de componentes ópticos que conectan ópticamente cada fibra de demultiplexación con la fibra de detección 7, las fibras de demultiplexación tienen, cada una, un diámetro superior o igual (preferentemente superior) al diámetro de la fibra de detección 7, lo que permite una mayor tolerancia de alineación óptica, y permite además recoger un máximo de flujo, es decir limitar las pérdidas fotométricas. Si el aumento óptico es diferente de uno, las fibras de demultiplexación tienen, cada una, un diámetro superior o igual (preferentemente superior) al diámetro de la fibra de detección 7 ajustado por este aumento óptico.
La fibra de detección 7 se puede conectar y desconectar del módulo de detección 4 por medio de un conector. Asimismo, el módulo de detección comprende medios para desconectar y reconectar cada fibra de multiplexación 117, 118, lo que permite reemplazar simplemente los detectores 17 y 18.
El módulo de escaneo e inyección 2 comprende una carcasa en cuyo interior se agrupan diferentes sistemas ópticos 13, 19, los medios de escaneo e inyección 6, y los medios para separar la trayectoria óptica de los haces de excitación 11 de la trayectoria óptica del flujo recogido 14. La guía de imagen 3 es desconectable de la carcasa del módulo de escaneo e inyección 2, lo que permite, en concreto, cambiar el tipo de la guía 3 conectada a la carcasa del módulo de escaneo e inyección 2. Como diferentes tipos de guía 3, se puede citar, por ejemplo, una guía cuyas fibras son multimodo, una guía con un cabezal óptico en su extremo distal, una guía sin cabezal óptico en su extremo distal, una guía con un número de fibras dado, una guía con un diámetro de fibras dado, o incluso una guía con una longitud dada entre su extremo proximal y su extremo distal.
Los medios de división comprenden un filtro dicroico 20. El filtro 20 es un filtro multibanda, es decir, que puede reflejar varias bandas de longitud de onda diferentes y puede transmitir varias otras bandas de longitud de onda. En el ejemplo ilustrado en la figura 2, el filtro 20 refleja bandas que corresponden a las longitudes de onda de los haces de excitación 11, y transmite bandas que corresponden a longitudes de onda del flujo recogido 14 y a las bandas reflejadas por los filtros 16a, 16b y detectadas por los detectores 17 y 18. También es posible realizar el dispositivo 101 con un filtro 20 que refleja bandas que corresponden a longitudes de onda del flujo recogido 14 y a las bandas reflejadas por los filtros 16a, 16b y detectadas por los detectores 17 y 18, y transmite bandas que corresponden a las longitudes de onda de los haces de excitación, a condición de intercambiar las posiciones de la fibra de iluminación 5 y del módulo de iluminación 1 con las posiciones de la fibra de detección 7 y del módulo de detección 4 y de invertir los sistemas ópticos 13 y 19.
Los haces luminosos de excitación 11 guiados a lo largo de la fibra de iluminación 5 y colimados por el sistema óptico 13 son dirigidos por los medios de división hacia los medios de escaneo e inyección 6. Los medios de escaneo e inyección 6 comprenden dos espejos móviles 6a que permiten un escaneo bidimensional en el plano de la superficie de entrada del extremo proximal de la guía, y un sistema óptico 6b. Los espejos móviles 6a inyectan los haces de excitación, a su vez, en una fibra de la guía de imagen. Antes de entrar en la guía 3, los haces de excitación pasan a través del sistema óptico 6b que los enfoca en el extremo proximal de la guía 3.
A la inversa, el flujo recogido 14 es colimado por el sistema óptico 6b y después es dirigido por los espejos móviles 6a hacia el módulo de detección 4. Entre los espejos móviles 6a y el módulo de detección 4, el flujo recogido 14 pasa a través de los medios de división, es enfocado por el sistema óptico 19 en la entrada de la fibra de detección 7, y después es guiado a lo largo de la fibra de detección 7 hasta el módulo de detección 4.
La fibra de iluminación 5 se puede desconectar de y reconectar a la carcasa del módulo de escaneo e inyección 2 por medio de un conector. Asimismo, la fibra de detección 7 se puede desconectar de y reconectar de la carcasa del módulo de escaneo e inyección 2 por medio de un conector.
Un problema del dispositivo 101 es la característica espectral del filtro dicroico 20 situado en el interior de la carcasa del módulo de escaneo e inyección 2, en particular, las bandas de longitud de onda que debe transmitir o reflejar, dependen de las longitudes de onda de los haces de excitación y del flujo recogido. Un cambio de longitud de onda de uno de los haces de excitación requiere cambiar el filtro multibanda 20, mientras que éste es complicado de especificar, de fabricar y de alinear ópticamente en el módulo de escaneo e inyección.
Ahora se describirá, con referencia a la figura 3, una segunda realización del dispositivo 102 que permite resolver este problema. El dispositivo 102 solo se describirá por sus diferencias con respecto al dispositivo 101 descrito con referencia a la figura 2. En particular, las referencias 1 a 19, 108 a 110, 117 y 118 no se volverán a describir. El dispositivo 102 permite en concreto la detección de señales de fluorescencia o de reflectancia recogidas en el extremo distal de la guía, y permite cuantificar estas señales y/o construir imágenes de la muestra por fluorescencia y por reflectancia a partir de estas señales.
En el dispositivo 102, los medios de división del módulo de escaneo e inyección 2 consisten en un cubo polarizador 21 que reemplaza al filtro dicroico multibanda. El cubo polarizador 21 refleja haces que tienen una primera polarización y transmite los haces que tienen una polarización ortogonal a la primera polarización. Todos los haces de excitación 11 tienen una misma polarización. Las reflexiones parásitas de los haces de excitación, por ejemplo a nivel de los medios de escaneo e inyección 6 o de la guía 3, conservaron la misma polarización que la de los haces de excitación. Sin embargo, el flujo 14 recogido procedente de la parte distal de la guía 3 ha perdido el estado de polarización de los haces de excitación, y por lo tanto comprende señales que tienen una o más polarizaciones aleatorias en el tiempo. El cubo polarizador 21 está dispuesto para dirigir los haces de excitación 11 hacia los medios de escaneo e inyección 6, y para dirigir el flujo luminoso recogido 14 hacia el módulo de detección 4. En el ejemplo de la figura 3, el cubo 21 refleja los haces de excitación 11 así como las reflexiones parásitas y transmite al menos en parte el flujo recogido 14. También se puede producir el dispositivo 102 con un cubo 21 que refleja al menos en parte el flujo recogido 14 y transmite los haces de excitación, a condición de intercambiar las posiciones de la fibra de iluminación 5 y del módulo de iluminación 1 con las posiciones de la fibra de detección 7 y del módulo de detección y 4. De este modo, el cubo 21 permite realizar una división entre por una parte los haces de excitación y las reflexiones parásitas que han conservado la polarización de los haces de excitación, y por otra parte el flujo recogido 14 procedente de la parte distal de la guía 3.
Uno de los filtros 16a del módulo de detección 4 está hecho para dirigir hacia el detector 18 una banda de longitudes de onda del flujo recogido 14 que comprende la longitud de onda o banda de longitud de onda de una de las fuentes láser 8. De este modo, el detector 18 y la fuente láser 8 se pueden usar para la obtención de imágenes por reflectancia de la muestra situada en el extremo distal de la guía. Esto solo es posible porque hay un rechazo de las reflexiones parásitas por parte del cubo 21. Los otros filtros 16b del módulo de detección 4 y los detectores 17 asociados permiten, al igual que para la primera realización, cuantificar las señales de fluorescencia procedentes de la muestra o realizar formación de imágenes por fluorescencia de la muestra.
El uso del cubo 21 presenta una desventaja con respecto a la primera realización de dispositivo. En efecto, el uso del cubo 21 conlleva pérdidas de intensidad del flujo recogido 14 y, en particular, pérdidas de intensidad de señales de fluorescencia. En efecto, si se considera que el cubo dirige toda la intensidad de los haces de excitación 11 hacia los medios de escaneo e inyección 6 debido a su polarización, el flujo recogido 14 es en parte reflejado y en parte transmitido por el cubo 21 debido a que no posee una única polarización. Por lo tanto, el flujo recogido 14 es dirigido solo en parte hacia el módulo de detección 4. Típicamente, se pierde el 50 % de la intensidad del flujo recogido 14 y dirigido hacia el módulo de detección 4. De este modo, la sensibilidad del dispositivo 102 se reduce.
Además, para no perder intensidad de los haces de excitación 11 dirigidos hacia los medios de escaneo e inyección, todas las fibras que guían los haces de excitación 11 hasta los medios de escaneo e inyección 6 (es decir, las fibras fuente 108 a 110 y la fibra de iluminación 5) son fibras con mantenimiento de polarización, lo que conlleva un coste adicional de producción y un ajuste específico.
Ahora se describirá, con referencia a la figura 4, una tercera realización de dispositivo 103. El dispositivo 103 solo se describirá por sus diferencias con respecto al dispositivo 101 descrito con referencia a la figura 2. En particular, las referencias 1 a 20, 108 a 110, 117 y 118 no se volverán a describir. El dispositivo 102 permite en concreto la detección de señales de fluorescencia y/o de reflectancia procedentes del extremo distal de la guía, y permite cuantificar estas señales y construir, a partir de estas señales, imágenes de la muestra por fluorescencia y por reflectancia.
El dispositivo 103 comprende además un segundo módulo de iluminación 201 y un segundo módulo de detección 204. El segundo módulo de iluminación 201 difiere del módulo de iluminación 1 únicamente en que comprende solamente una única fuente que emite un haz de excitación, y no comprende medios de multiplexación. El segundo módulo de detección 204 difiere del módulo de detección 4 únicamente en que comprende solamente un detector, sin filtros y sin medios de demultiplexación.
Los segundos módulos de iluminación 201 y de detección 204 están conjugados ópticamente a los medios de escaneo e inyección 6 de la misma manera que los módulos de iluminación y de detección de la segunda realización 102 ilustrada en la figura 3. En efecto, el segundo módulo de iluminación 201 está conjugado ópticamente al módulo de escaneo e inyección 2 por medio de una segunda fibra óptica de iluminación monomodo 205 con mantenimiento de polarización, el segundo módulo de detección de 204 está conjugado ópticamente al módulo de escaneo e inyección 2 por medio de una segunda fibra óptica de detección multimodo 207, y el módulo de escaneo e inyección 2 comprende el cubo polarizador 21 ya descrito con referencia a la figura 3. El cubo 21 está dispuesto para dirigir por una parte el haz de excitación desde el segundo módulo de iluminación 201 hacia los medios de escaneo e inyección 6 y para dirigir el flujo luminoso recogido 14 en parte hacia el segundo módulo de detección 204.
El filtro dicroico 20 y el cubo polarizador 21 están conjugados ópticamente a los medios de escaneo e inyección 6 por la misma lámina divisora de haz 22. La lámina divisora de haz 22 está dispuesta para dirigir hacia los medios de escaneo e inyección 6 los haces de excitación procedentes del primero o del segundo módulo de iluminación. La lámina divisora de haz 22 también está dispuesta para dirigir el flujo recogido 14 en parte hacia el primer módulo de detección 4 y en parte hacia el segundo módulo de detección 204. La parte del flujo 14 dirigida hacia el primer módulo de detección 4 comprende las bandas de longitud de onda del flujo 14 dirigidas por los filtros 16a, 16b hacia los detectores 17, 18. La parte del flujo 14 dirigida hacia el segundo módulo de detección 204 comprende la longitud de onda o banda de longitud de onda del haz de excitación emitido por el segundo módulo de iluminación 201, de modo que el detector del segundo módulo de detección 204 esté dispuesto para detectar dentro del flujo recogido 14 una señal de reflectancia emitida por la muestra en respuesta al haz de excitación del segundo módulo de iluminación 201. De este modo, el segundo módulo de detección 204 permite realizar la formación de imágenes por reflectancia de la muestra. En efecto, reflexiones parásitas del haz de excitación del segundo módulo de iluminación 201 se producen en concreto en los medios de escaneo e inyección, pero el rechazo de estas reflexiones parásitas está asegurado por el cubo polarizador 21. El dispositivo 103 permite por lo tanto realizar, por microscopía confocal de fibra, simultáneamente formación de imágenes por reflectancia (y por lo tanto formación de imágenes morfológicas), gracias al segundo módulo de iluminación y al segundo módulo de detección, y formación de imágenes por fluorescencia (y por lo tanto formación de imágenes funcionales), gracias al primer módulo de iluminación y al primer módulo de detección, de la muestra situada cerca o en contacto con el extremo distal de la guía 3.
En una primera variante, los medios de escaneo e inyección 6 están dispuestos, en el transcurso sus diferentes posiciones sucesivas, para conjugar ópticamente la primera fibra óptica de iluminación 5, la primera fibra óptica de detección 7, la segunda fibra óptica de iluminación 205, y la segunda fibra óptica de detección 207, a su vez, con una única fibra de la guía de imagen 3, para escanear periódicamente todas las fibras de la guía:
- la primera fibra óptica de iluminación 5 está dispuesta, para una posición dada de los medios de escaneo e inyección (es decir en un momento dado), para estar conjugada ópticamente a una primera única fibra de la guía 3.
- la primera fibra óptica de detección 7 está dispuesta, para esta misma posición dada de los medios de escaneo e inyección, para estar conjugada ópticamente a esta primera única fibra de la guía 3,
- la segunda fibra óptica de iluminación 205 está dispuesta, para esta misma posición dada de los medios de escaneo e inyección, para estar conjugada ópticamente a esta primera única fibra de la guía 3, y
- la segunda fibra óptica de detección 207 está dispuesta, para esta misma posición dada de los medios de escaneo e inyección, para estar conjugada ópticamente a esta primera única fibra de la guía 3.
Esta primera variante permite simplificar la construcción de las imágenes de reflectancia y de fluorescencia.
En una segunda variante, los medios de escaneo e inyección 6 están dispuestos, en el transcurso sus diferentes posiciones sucesivas, para conjugar ópticamente la primera fibra óptica de iluminación 5 y la primera fibra óptica de detección 7, a su vez, con una única fibra de la guía de imagen 3 para escanear periódicamente todas las fibras de la guía, y para conjugar ópticamente la segunda fibra óptica de iluminación 205 y la segunda fibra óptica de detección 207, a su vez, con otra única fibra de la guía de imagen 3 para escanear periódicamente todas las fibras de la guía:
- la primera fibra óptica de iluminación 5 está dispuesta, para una posición dada de los medios de escaneo e inyección (es decir en un momento dado), para estar conjugada ópticamente a una primera única fibra de la guía 3.
- la primera fibra óptica de detección 7 está dispuesta, para esta misma posición dada de los medios de escaneo e inyección, para estar conjugada ópticamente a esta primera única fibra de la guía 3,
- la segunda fibra óptica de iluminación 205 está dispuesta, para esta misma posición dada de los medios de escaneo e inyección, para estar conjugada ópticamente a una segunda única fibra de la guía 3, preferentemente adyacente a la primera única fibra, y
- la segunda fibra óptica de detección 207 está dispuesta, para esta misma posición dada de los medios de escaneo e inyección, para estar conjugada ópticamente a esta segunda única fibra de la guía 3.
Esta segunda variante permite reducir aún más las reflexiones parásitas entre las señales de reflectancia y las señales de fluorescencia, pero requiere un reajuste temporal de las imágenes de reflectancia y de fluorescencia construidas.
Ahora se describirá, con referencia a la figura 5, una cuarta realización de dispositivo 104 según la invención, aplicada en concreto a la detección, cuantificación o formación de imágenes por fluorescencia de la muestra. El dispositivo 104 solo se describirá por sus diferencias con respecto al dispositivo 101 descrito con referencia a la figura 2. En particular, las referencias 1 a 20, 108 a 110, 117 y 118 no se volverán a describir.
A diferencia de la primera realización 101 descrita con referencia a la figura 2, los medios 20 para separar la trayectoria óptica de los haces de excitación 11 de la trayectoria óptica del flujo recogido 14, y los sistemas ópticos 13 y 19 están situados fuera del módulo de escaneo e inyección 2. De este modo, el módulo de escaneo e inyección es totalmente independiente de las longitudes de onda de los haces de excitación 11 y del flujo recogido 14.
En efecto, el dispositivo 104 comprende un módulo de división 23. El módulo de división 23 comprende una carcasa en cuyo interior se agrupan los sistemas ópticos 13, 19, otro sistema óptico 24, y el filtro dicroico 20.
La fibra de iluminación 5 ya no se puede desconectar de y reconectar a la carcasa del módulo de escaneo e inyección, sino a la carcasa del módulo de división 23 por medio de un conector. Asimismo, la fibra de detección 7 ya no se puede desconectar de y reconectar a la carcasa del módulo de escaneo e inyección, sino a la carcasa del módulo de división 23 por medio de un conector. El módulo de división 23 y el módulo de escaneo e inyección 2 están conjugados ópticamente por una fibra óptica de dos núcleos 25.
La fibra de dos núcleos 25 comprende dos núcleos de fibras sustancialmente concéntricas, siendo el primer núcleo monomodo y estando dispuesto para transportar los haces de excitación 11, siendo el segundo núcleo multimodo y estando dispuesto para transportar el flujo luminoso recogido 14. Uno de los extremos de la fibra de dos núcleos 25 se puede desconectar de y reconectar a la carcasa del módulo de división 23 por medio de un conector, y el segundo extremo de la fibra de dos núcleos 25 se puede desconectar de y reconectar a la carcasa del módulo de escaneo e inyección 2 por medio de un conector.
Como en la primera realización, la fibra de iluminación 5 está dispuesta para guiar los haces luminosos de excitación 11. El sistema óptico 13 está dispuesto para colimar los haces de excitación guiados por la fibra de iluminación 5. El filtro dicroico 20 está dispuesto para dirigir los haces de excitación 11 colimados hacia los medios de escaneo e inyección 6, y para dirigir el flujo recogido 14 hacia el módulo de detección 4.
A diferencia de la primera realización, el filtro dicroico 20 está dispuesto para dirigir los haces de excitación 11 hacia el sistema óptico 24 y la fibra de dos núcleos 25. El sistema óptico 24 está dispuesto para enfocar los haces de excitación 11 en la entrada de la fibra de dos núcleos 25 hacia el módulo de escaneo e inyección 2. La fibra de dos núcleos 25 está dispuesta para guiar los haces de excitación 11 a lo largo de su primer núcleo hasta el módulo de escaneo e inyección 2. Además, la fibra de dos núcleos está dispuesta para guiar el flujo recogido 14 a lo largo de su segundo núcleo hasta el módulo de división 23. El sistema óptico 24 está dispuesto para colimar el flujo recogido 14, y el filtro dicroico 20 está dispuesto para dirigir el flujo recogido 14 y colimado hacia la fibra de detección 7. El sistema óptico 19 está dispuesto para enfocar el flujo recogido 14 y reflejado por el filtro 20 en la entrada de la fibra de detección 7 hacia el módulo de detección 4.
El módulo de escaneo e inyección 2 comprende además un sistema óptico 26 dispuesto para colimar los haces de excitación 11 procedentes del módulo de división 23 y dirigidos hacia los medios de escaneo e inyección 6, y para enfocar el flujo recogido 14 en la entrada de la fibra de dos núcleos 25 hacia el módulo de división 23.
En el dispositivo 104, el módulo de iluminación 1 está conjugado ópticamente al módulo de escaneo e inyección 2 por medio de la fibra óptica de iluminación 5 y de la fibra de dos núcleos 25. Asimismo, el módulo de detección 4 está conjugado ópticamente al módulo de escaneo e inyección 2 por medio de la fibra óptica de detección 7 y de la fibra de dos núcleos 25.
Siendo el primer núcleo de la fibra de dos núcleos 25 una fibra monomodo gaussiana, asegura al haz de excitación una alta calidad monomodo gaussiana y una tasa de inyección óptima de los haces de excitación 11 en la guía de imagen 3. De este modo, la fibra de dos núcleos tiene una función de filtrado modal de los haces de excitación. Además, siendo el segundo núcleo multimodo, la fibra de dos núcleos tiene la función de no efectuar filtrado modal sobre el flujo recogido 14, por las mismas razones que la fibra de detección 7.
Finalmente, la fibra de dos núcleos 25 está dispuesta, para una posición dada de los medios de escaneo e inyección 6, para estar conjugada ópticamente a una única fibra de la guía 3. En efecto, para una posición dada de los medios de escaneo e inyección 6, los haces de excitación 11 transportados por la fibra de dos núcleos 25 se inyectan solamente en una única fibra de la guía, y el diámetro y la posición del segundo núcleo se calculan para que el segundo núcleo transporte un flujo luminoso 14 recogido que ha sido guiado solamente a lo largo de esta única fibra de la guía. De este modo, la fibra de dos núcleos 25 tiene una función de filtrado espacial del flujo recogido 14 y le da al dispositivo 104 su carácter confocal.
Las características técnicas del filtro dicroico 20 dependen de las longitudes de onda de los haces de excitación 11 y del flujo recogido 14. Un cambio de longitud de onda de uno de los haces de excitación requiere reemplazar el filtro multibanda 20. Este cambio se puede realizar fácilmente reemplazando el módulo de división 23 por un nuevo módulo de división que comprende un nuevo filtro dicroico 20, sin tener que realinear ópticamente el dispositivo 104 o uno de los módulos del dispositivo 104.
Finalmente, se describirá, con referencia a la figura 6, una quinta realización de dispositivo 105 según la invención. El dispositivo 105 solo se describirá por sus diferencias con respecto al dispositivo 104 descrito con referencia a la figura 5. En particular, las referencias 1 a 19, 21,23 a 26, 108 a 110, 117 y 118 no se volverán a describir. El dispositivo 105 permite en concreto la detección de señales de fluorescencia o de reflectancia recogidas en el extremo distal de la guía, y permite construir imágenes de la muestra por fluorescencia y por reflectancia.
En el dispositivo 105, el filtro dicroico 20 del módulo de división 23 ha sido reemplazado por el cubo polarizador 21 descrito con referencia a la figura 3. Como para la segunda realización del dispositivo según la invención, el cubo polarizador 21 permite utilizar uno de los detectores 18 y una de las fuentes láser 8 para la formación de imágenes por reflectancia. En efecto, el cubo polarizador 21 asegura, como se describe con referencia a las figuras 3 y 4, el rechazo de reflexiones parásitas del haz de excitación de la fuente láser 8 utilizada para la reflectancia. Para no perder intensidad de los haces de excitación 11 dirigidos hacia los medios de escaneo e inyección, todas las fibras que guían los haces de excitación 11 hasta los medios de escaneo e inyección 6 (es decir, las fibras fuente 108 a 110, la fibra de iluminación 5 y el primer núcleo de la fibra de dos núcleos 25) son fibras con mantenimiento de polarización, lo que conlleva un coste adicional de producción.
Las dimensiones típicas de los elementos de las diferentes realizaciones que se acaban de describir son:
- diámetro de núcleo de la fibra de detección 7: 50 micrómetros,
- diámetro de núcleo de las fibras de demultiplexación 117, 118: 62,5 micrómetros,
- diámetro de núcleo de la fibra de iluminación 5: 4 micrómetros,
- diámetro del núcleo monomodo de la fibra de dos núcleos 25: 4 micrómetros, y
- diámetro del núcleo multimodo de la fibra de dos núcleos 25: 10 micrómetros
Por supuesto, la invención no se limita a los ejemplos que se acaban de describir y se pueden aportar muchas modificaciones a estos ejemplos sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones.
En particular, una fuente de un haz de excitación puede ser un láser de múltiples longitudes de onda, es decir, un láser que emite varias longitudes de onda o bandas de longitudes de onda simultáneamente.
Asimismo, una fuente de un haz de excitación puede ser un láser de longitud de onda ajustable, un diodo electroluminiscente (LED), una lámpara de amplio espectro o un supercontinuo.
Además, los medios de demultiplexación pueden ser, por ejemplo, del tipo "phasar" o ser fibras, y comprender, por ejemplo, una unión que fusiona los núcleos de las fibras de demultiplexación 117, 118 en el núcleo de la fibra de detección 7. La descripción no es de ningún modo limitante en cuanto al número de fuentes por módulo de iluminación y el número de detectores por módulo de detección.
El dispositivo según la invención puede comprender varios multiplexores en serie y/o en paralelo entre las fuentes de excitación y el módulo de escaneo e inyección.
Según la invención, las fibras de la guía de imagen pueden ser todas multimodo.
Finalmente, al menos uno de los filtros dicroicos de un módulo de detección o el filtro dicroico de un módulo de división puede ser un filtro dicroico dinámico, cuyas bandas de longitud de onda que refleja o que transmite pueden ser controladas dinámicamente. Dicho filtro dicroico dinámico puede comprender, por ejemplo, un modulador acústicoóptico o un modulador electro-óptico, permitiendo un comando aplicado al modulador controlar las bandas de longitud de onda.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo (101 -105) de formación de imágenes, que comprende:
- un módulo de iluminación (1) que comprende medios para emitir al menos un haz de excitación (11),
- un módulo de inyección (2) que comprende una guía de imagen (3) cuyos dos extremos respectivamente proximal (3a) y distal (3b) están conectados por una pluralidad de fibras ópticas,
- un módulo de detección (4) que comprende medios (15-18, 117, 118) para detectar un flujo luminoso (14) recogido en el extremo distal (3b) de la guía,
estando al menos uno de entre el módulo de iluminación (1) y el módulo de detección (4) conjugado ópticamente al módulo de inyección (2) mediante una fibra óptica de conjugación (5, 7, 25), siendo el módulo de inyección un módulo de escaneo e inyección,
comprendiendo además el módulo de escaneo e inyección medios de escaneo e inyección (6), comprendiendo los medios de escaneo e inyección (6) dos espejos móviles (6a) que permiten un escaneo bidimensional en un plano de la superficie de entrada del extremo proximal de la guía (3), estando dispuestos los medios de escaneo e inyección para inyectar el al menos un haz de excitación, a su vez, en una fibra de la guía de imágenes (3) y en el lado proximal (3a) de la guía, estando la fibra óptica de conjugación (5, 7, 25), para una posición dada de los medios de escaneo e inyección (6), conjugada ópticamente a una única fibra de la guía (3),
estando conjugado ópticamente el módulo de detección (4) al módulo de escaneo e inyección (2) mediante una fibra óptica de detección (7),
estando dispuestos los medios de escaneo e inyección (6) para guiar el flujo luminoso recogido (14) en el extremo distal (3b) de la guía (3) hacia el módulo de detección (4),
estando dispuesta la fibra óptica de detección para conjugarse ópticamente a una única fibra de la guía, estando dispuesta la fibra óptica de detección (7) para realizar un filtrado espacial del flujo luminoso recogido, estando la fibra óptica de detección (7), para una posición dada de los medios de escaneo e inyección (6), por un lado conjugada ópticamente a la fibra de la guía en la que están dispuestos los medios de escaneo e inyección (6) para inyectar, a su vez, el al menos un haz de excitación (11), y por otro lado dispuesta para rechazar la luz procedente de las otras fibras de la guía (3),
estando conjugado ópticamente el módulo de iluminación (1) al módulo de escaneo e inyección (2) mediante una fibra óptica de iluminación (5), comprendiendo el dispositivo medios de división (20, 21) dispuestos para dirigir el al menos un haz de excitación (11) hacia los medios de escaneo e inyección (6), y para dirigir hacia el módulo de detección (4) el flujo luminoso recogido (14) procedente de los medios de escaneo e inyección (6),
caracterizado por que
la guía de imagen (3) tiene sus dos extremos respectivamente proximal (3a) y distal (3b) conectados por una pluralidad de fibras ópticas multimodo,
la fibra óptica de detección (7) es una fibra óptica multimodo,
la fibra óptica de iluminación (5) es una fibra óptica monomodo,
los medios de división (20, 21) forman parte de un módulo de división (23), estando el módulo de detección (4) y el módulo de iluminación (1) conjugados ópticamente al módulo de escaneo e inyección (2) mediante el módulo de división (23) y una fibra óptica de división (25) que conjuga el módulo de división (23) al módulo de escaneo e inyección (2),
comprendiendo la fibra óptica de división (25) dos núcleos de fibra sustancialmente concéntricos, siendo el primer núcleo monomodo y estando dispuesto para transportar el al menos un haz de excitación (11), siendo el segundo núcleo multimodo y estando dispuesto para transportar el flujo luminoso recogido (14).
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que la guía de imagen (3) es desconectable de una carcasa del módulo de escaneo e inyección (2).
3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que comprende medios para desconectar y reconectar la conjugación por la fibra óptica de conjugación (5, 7, 25).
4. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la fibra óptica de iluminación está dispuesta para conjugarse ópticamente, a su vez, a una única fibra de la guía en la que se inyecta, a su vez, el al menos un haz de excitación por los medios de escaneo e inyección.
5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que comprende medios para desconectar y reconectar la conjugación por la fibra óptica de iluminación (5).
6. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que los medios de emisión comprenden varias fuentes (8-10) que emiten, cada una, un haz de excitación, y por que el módulo de iluminación comprende medios para multiplexar (12) los haces de excitación (11) en la fibra óptica de iluminación (5).
7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado por que cada fuente (8-10) está conjugada ópticamente a los medios de multiplexación (12) por una fibra óptica fuente (108-110), y por que los medios de multiplexación comprenden un multiplexor de fibra (12) que fusiona los núcleos de las fibras fuente (108-110).
8. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que comprende medios para desconectar y reconectar la conjugación por la fibra óptica de detección (7).
9. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el módulo de detección (4) comprende medios (15) para demultiplexar en longitud de onda el flujo luminoso recogido (14).
10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado por que los medios de detección (4) comprenden varios detectores (17, 18), estando dispuesto cada detector para detectar una banda de longitud de onda dada del flujo demultiplexado (14).
11. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que los medios de división comprenden un filtro dicroico (20), preferentemente multibanda.
12. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que los medios de división comprenden un cubo divisor de haz (21), estando previstos preferentemente el módulo de iluminación (1) y el módulo de detección para formación de imágenes por reflectancia.
13. Procedimiento de formación de imágenes, que comprende:
- una emisión, por un módulo de iluminación (1), de al menos un haz de excitación (11),
- una inyección, por un módulo de inyección (2), del al menos un haz de excitación (11) en una guía de imagen (3) que comprende dos extremos respectivamente proximal (3a) y distal (3b) conectados por una pluralidad de fibras ópticas y en el lado proximal (3a) de la guía,
- una detección, por un módulo de detección (4), de un flujo luminoso (14) recogido en el extremo distal (3b) de la guía,
- una conjugación óptica, por una fibra óptica de conjugación (5, 7, 25), del módulo de iluminación (1) y/o del módulo de detección (4) con el módulo de escaneo e inyección (2),
siendo el módulo de inyección (2) un módulo de escaneo e inyección tal que la inyección es una inyección del al menos un haz de excitación (11), a su vez, en una fibra de la guía de imagen (3) en el lado proximal (3a) de la guía, comprendiendo la conjugación óptica con el módulo de escaneo e inyección (2) una conjugación óptica de la fibra óptica de conjugación (5, 7, 25) con una única fibra de la guía (3),
comprendiendo dicho procedimiento un escaneo bidimensional en un plano de la superficie de entrada del extremo proximal de la guía por dos espejos móviles (6a) de los medios de escaneo e inyección,
comprendiendo la conjugación óptica con el módulo de escaneo e inyección un guiado del flujo recogido (14), desde el módulo de escaneo e inyección (2) hacia el módulo de detección (4) a lo largo de una fibra óptica de detección (7),
guiando los medios de escaneo e inyección (6) el flujo luminoso recogido (14) en el extremo (3b) de la guía (3) hacia el módulo de detección (4),
comprendiendo la conjugación óptica con el módulo de escaneo e inyección (2) una conjugación óptica de la fibra óptica de detección (7) con una única fibra de la guía (3),
comprendiendo el procedimiento un filtrado espacial, por la fibra de detección, el flujo recogido (14), de modo que la fibra óptica de detección (7) esté, para una posición dada de los medios de escaneo e inyección (6), por un lado conjugada ópticamente a la fibra de la guía en la que los medios de escaneo e inyección (6) inyectan, a su vez, el al menos un haz de excitación (11), y por otro lado rechaza la luz procedente de las otras fibras de la guía (3), comprendiendo la conjugación óptica con el módulo de escaneo e inyección un guiado del al menos un haz de excitación (11), desde el módulo de iluminación (1) hacia el módulo de escaneo e inyección (2) a lo largo de una fibra óptica de iluminación (5),
medios de división (20, 21) que dirigen el al menos un haz de excitación (11) hacia los medios de escaneo e inyección (6) y que dirigen hacia el módulo de detección (4) el flujo luminoso recogido (14) procedente de los medios de escaneo e inyección (6),
caracterizado por que
la guía de imagen (3) tiene sus dos extremos respectivamente proximal (3a) y distal (3b) conectados por una pluralidad de fibras ópticas multimodo,
la fibra óptica de detección (7) es una fibra óptica multimodo,
la fibra óptica de iluminación (5) es una fibra óptica monomodo,
los medios de división (20, 21) forman parte de un módulo de división (23), estando el módulo de detección (4) y el módulo de iluminación (1) conjugados ópticamente al módulo de escaneo e inyección (2) mediante el módulo de división (23) y una fibra óptica de división (25) que conjuga el módulo de división (23) al módulo de escaneo e inyección (2),
comprendiendo la fibra óptica de división (25) dos núcleos de fibra sustancialmente concéntricos, siendo el primer núcleo monomodo y transportando el al menos un haz de excitación (11), siendo el segundo núcleo multimodo y transportando el flujo luminoso recogido (14).
14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado por que la guía de imagen (3) es desconectable de una carcasa del módulo de escaneo e inyección (2).
15. Procedimiento según la reivindicación 13 o 14, caracterizado por que la conjugación óptica con el módulo de escaneo e inyección (2) comprende una conjugación óptica de la fibra óptica de iluminación (5) con una única fibra de la guía (3).
16. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado por que comprende una superposición espacial de varios haces de excitación (11) en la fibra óptica de iluminación (5).
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