ES2954277T3 - Un sistema de tomografía de coherencia óptica - Google Patents

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Abstract

La presente divulgación proporciona un sistema de tomografía de coherencia óptica (OCT) para caracterizar la primera y segunda áreas de interés de un material. El sistema OCT comprende elementos ópticos primero y segundo en uso colocados en la primera y segunda áreas de interés del material. El primer y segundo elementos ópticos son al menos parcialmente transmisores de radiación electromagnética. El sistema comprende además un primer y segundo cabezales de escaneo en uso colocados en el primer y segundo elemento óptico, respectivamente, para recibir radiación electromagnética que ha interactuado con el material en la primera y segunda áreas de interés. Además, el sistema comprende al menos un detector acoplado ópticamente al primer y segundo cabezales de exploración. Los elementos ópticos primero y segundo están dispuestos de manera que la radiación de referencia respectiva asociada con los elementos ópticos primero y segundo se genera por reflexión en las interfaces de o en los elementos ópticos primero y segundo, respectivamente, y los elementos ópticos primero y segundo están dispuestos o colocados. de manera que una diferencia de longitud de la trayectoria óptica entre la radiación de referencia asociada con la radiación de referencia del primer elemento óptico y la radiación electromagnética que interactuó con el material asociado con el primer elemento óptico difiere de una diferencia de longitud de la trayectoria óptica entre la radiación de referencia asociada con el segundo elemento óptico y radiación electromagnética que interactuó con el material asociado con el segundo elemento óptico. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Un sistema de tomografía de coherencia óptica
Campo de la invención
La presente invención se refiere en términos generales a un sistema de tomografía de coherencia óptica y se refiere particularmente, aunque no exclusivamente, a un sistema de tomografía de coherencia óptica para caracterizar tejido biológico.
Antecedentes de la invención
La tomografía de coherencia óptica (OCT) es una técnica de imágenes ópticas que se utiliza frecuentemente para obtener imágenes de tejido biológico y es capaz de adquirir imágenes de alta resolución. Normalmente, se escanea luz de banda ancha que tiene una longitud de coherencia de 1 a 10 gm a través de un área de interés, típicamente de hasta 10 mm x 10 mm, para generar una imagen OCT a profundidades de 1 a 3 mm. La luz penetra en el material en un área de interés donde, dependiendo de las propiedades locales del material, una parte de la luz se refleja o retrodispersa. El sistema OCT combina la luz reflejada o retrodispersada con la luz de referencia en una configuración de interferómetro, lo que produce interferencia entre la luz reflejada por la referencia y el material si las diferencias en la longitud del camino son menores que la longitud de coherencia de la luz. Al detectar la luz retrodispersada de la muestra en diferentes longitudes de trayectoria, se puede obtener una imagen resuelta en profundidad con una profundidad de imagen de 1 a 3 mm. La OCT se puede utilizar para identificar tejido enfermo y se puede utilizar para identificar, por ejemplo, tumores durante la cirugía. Sin embargo, el tiempo disponible durante la cirugía es muy limitado y, utilizando la tecnología OCT conocida, en muchos casos no resulta práctico escanear múltiples áreas simultáneamente. La caracterización simultánea de múltiples áreas de un material utilizando tecnologías OCT conocidas requiere un diseño óptico complejo, que no es adecuado para una implementación portátil.
El documento US 2015/124261 A1 describe un sistema OCT multicanal que utiliza haces transmitidos a través de un reflector de referencia común.
Compendio de la invención
Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de tomografía de coherencia óptica (OCT) según la reivindicación 1 para caracterizar la primera y segunda regiones de interés debajo de la primera y segunda áreas de superficie, respectivamente, de un material, comprendiendo el sistema OCT:
un primer y segundo elementos ópticos en uso colocados en las áreas de superficie primera y segunda, respectivamente, siendo el primer y segundo elementos ópticos al menos parcialmente transmisores de radiación electromagnética;
un sistema de escaneo que tiene porciones ópticas primera y segunda, estando colocadas la primera y segunda porciones de escaneo en el primer y segundo elementos ópticos, respectivamente, para recibir radiación electromagnética que ha interactuado con el material dentro de las regiones primera y segunda; y
al menos un detector acoplado ópticamente al sistema de escaneo;
donde el primer y segundo elementos ópticos están dispuestos de manera que la radiación de referencia respectiva asociada con el primer y segundo elementos ópticos se genera por reflexión en las interfaces de o en el primer y segundo elementos ópticos, respectivamente, y el primer y segundo elementos ópticos están dispuestos o posicionados de manera que una diferencia de longitud de la trayectoria óptica entre la radiación de referencia asociada con el primer elemento óptico y la radiación electromagnética que interactuó con la primera región difiere de una diferencia de longitud de la trayectoria óptica entre la radiación de referencia asociada con el segundo elemento óptico y la radiación electromagnética que interactuó con la segunda región.
El término "material" como se usa en esta invención pretende abarcar cualquier materia incluyendo, por ejemplo, material biológico tal como tejido biológico y biomateriales, material no biológico tal como material de silicona, y otros materiales tales como materiales usados en el campo de la geología o ciencia de los materiales.
En una realización específica, el sistema OCT está dispuesto de manera que tanto la radiación de referencia como la radiación electromagnética que interactuó con el material asociado con el primer elemento óptico y también tanto la radiación de referencia como la radiación electromagnética que interactuó con el material asociado con el segundo elemento óptico. El elemento se propaga a lo largo de una trayectoria óptica común hacia el detector.
Las áreas de superficie primera y segunda pueden ser superficies directamente adyacentes o pueden estar espaciadas entre sí. Además, las regiones primera y segunda pueden estar directamente debajo de las áreas de superficie primera y segunda, respectivamente.
Además, el primer y segundo elementos ópticos pueden ser elementos unidos o pueden ser elementos separados que pueden estar separados o no.
Las porciones ópticas primera y segunda del sistema de escaneo pueden proporcionarse en forma de un primer y segundo cabezales de escaneo colocados en el primer y segundo elementos ópticos, respectivamente, para recibir radiación electromagnética que ha interactuado con el material en las áreas primera y segunda de interés.
Alternativamente, el sistema OCT puede comprender un sistema de escaneo, tal como un único espejo de escaneo, y puede disponerse de manera que la radiación electromagnética se dirija (por ejemplo, a través de un divisor de haz y un espejo) a la primera y segunda porciones ópticas, cada una de las cuales puede comprender una lente óptica adecuada.
En una primera realización específica de la presente invención, el primer y segundo elementos ópticos están dispuestos de manera que la longitud óptica de una trayectoria de la radiación electromagnética a través de al menos una parte del primer elemento óptico hasta una interfaz de o en el primer elemento óptico difiere desde allí a través de al menos una parte del segundo elemento óptico hasta una interfaz de o en el segundo elemento óptico. En esta realización, el primer y segundo elementos ópticos pueden disponerse de manera que la longitud óptica de una trayectoria de la radiación electromagnética a través de al menos una parte del primer elemento óptico hasta una interfaz de o en el primer elemento óptico difiera de la de al menos de la porción del segundo elemento óptico a una interfaz de o en el segundo elemento óptico por una longitud que es más larga que la profundidad de imagen de la imagen OCT del material bajo prueba, tal como más de 1 mm, 2 mm, 3 mm o más, que en consecuencia, afectan a las diferencias en las longitudes del camino óptico entre la radiación electromagnética respectiva y la radiación de referencia respectiva. En consecuencia, es posible visualizar imágenes OCT para la primera y segunda áreas de interés por separado incluso si la radiación de referencia y la radiación electromagnética que ha interactuado con las respectivas áreas de interés se propagan a lo largo de la única trayectoria óptica común y se detectan en un detector común.
El primer y segundo elementos ópticos pueden tener espesores diferentes. El primer y segundo elementos ópticos también pueden tener al menos porciones que tienen índices de refracción diferentes.
Alternativamente, el primer y segundo elementos ópticos pueden tener índices de refracción idénticos y espesores diferentes. Además, el primer y segundo elementos ópticos pueden tener espesores idénticos e índices de refracción diferentes.
El primer y segundo elementos ópticos pueden estar formados a partir de materiales iguales, similares o diferentes. Por ejemplo, el primer y segundo elementos ópticos pueden estar formados a partir de vidrio o un material polimérico o un material flexible tal como silicona.
En una realización de la presente invención, cada uno del primer y segundo elementos ópticos comprende al menos dos capas de un material que tiene propiedades ópticas diferentes. En esta realización, el sistema OCT está dispuesto de tal manera que la radiación electromagnética que se refleja en una interfaz entre dos de las al menos dos capas de cada elemento óptico forma la radiación de referencia respectiva.
Al menos una de las capas del primer elemento óptico a través de la cual, en uso, se propaga la radiación de referencia puede tener un espesor y/o un índice de refracción que es diferente al de una capa correspondiente del segundo elemento óptico.
En una segunda realización alternativa, el primer y segundo elementos ópticos pueden estar dispuestos o no de manera que la longitud óptica de una trayectoria de la radiación electromagnética a través de al menos una porción del primer elemento óptico hasta una interfaz de o en el primer elemento óptico difiera. desde allí a través de al menos una parte del segundo elemento óptico hasta una interfaz de o en el segundo elemento óptico. En esta segunda realización, el primer y segundo elementos ópticos están dispuestos o colocados de manera que la longitud del camino óptico de la radiación electromagnética que interactuó con el material en el primer elemento óptico difiere de la de la radiación electromagnética que interactuó con el material en el segundo elemento óptico. Por ejemplo, el primer y segundo elementos ópticos pueden, en uso, tener separaciones respectivas del material en el primer y segundo elementos ópticos. Alternativamente, el primer y segundo elementos ópticos pueden comprender respectivas capas de contacto que tienen propiedades ópticas respectivas y que, en uso, espacian el primer y segundo elementos ópticos del material.
El primer y segundo elemento óptico pueden estar separados de la primera y segunda porciones ópticas del sistema de escaneo. Alternativamente, el primer y segundo elementos ópticos pueden formar parte de, o pueden unirse con, la primera y segunda partes ópticas del sistema de escaneo, respectivamente.
En algunas realizaciones de la presente invención, el sistema OCT comprende una fuente de radiación electromagnética, estando la fuente acoplada ópticamente al primer y segundo cabezales de escaneo.
La fuente de radiación electromagnética, el sistema de escaneo y el detector pueden estar acoplados ópticamente mediante guías de ondas ópticas, tales como fibras ópticas, o la luz puede propagarse en el espacio libre. La radiación electromagnética emitida por la fuente se puede distribuir entre la primera y segunda porciones ópticas del sistema de escaneo usando un divisor óptico adecuado, tal como un acoplador de fibra óptica o un divisor de haz de espacio libre.
El material puede ser uno de una pluralidad de materiales. Por ejemplo, el material puede comprender un primer y segundo materiales que están separados (y pueden ser de otro modo diferentes) y el primer elemento óptico puede estar colocado en una primera área de superficie del primer material y el segundo elemento óptico puede estar colocado en la segunda área de superficie del segundo material.
En un ejemplo específico, el primer material puede ser, por ejemplo, tejido biológico de un paciente y el segundo material puede ser un espejo que es estacionario con respecto al segundo elemento óptico y que funciona como referencia. Entonces es posible determinar un movimiento del segundo material con respecto al sistema OCT.
El primer y segundo elementos ópticos pueden tener un espesor no uniforme, tal como un espesor ahusado y pueden tener una forma de sección transversal generalmente en forma de cuña. Esta realización proporciona la ventaja de que el detector no detecta al menos algo de reflejo de la radiación electromagnética en una interfaz de la capa que mira hacia el área de interés respectiva del material cuando el cabezal de escaneo respectivo está colocado para recibir la radiación electromagnética que sale del respectivo elemento óptico en una dirección que es en gran medida normal a una superficie de salida del elemento óptico respectivo.
Un experto en la técnica apreciará que las realizaciones de la presente invención no se limitan a dos regiones de interés de un material, y que la adquisición simultánea de más de dos imágenes OCT para más de dos regiones de interés del material previsto.
El primer y segundo elementos ópticos pueden tener cualquier forma de sección transversal adecuada. El primer y segundo elementos ópticos pueden tener una forma de sección transversal rectangular, curvada o cualquier forma poligonal adecuada. Por ejemplo, el primer y segundo elemento óptico pueden tener una forma generalmente plana o pueden tener forma de copa.
En una realización de la presente invención, el sistema OCT se utiliza para evaluar una propiedad mecánica del material en múltiples regiones de interés, lo que se puede realizar simultáneamente. En esta realización, el sistema OCT está dispuesto para aplicar una carga mecánica a la primera y segunda regiones de interés a través de las respectivas primera y segunda áreas de superficie, tal como a través del primer y segundo elementos ópticos que están en uso en contacto con el material.
El sistema OCT también puede comprender una sonda alargada que está dispuesta para su inserción en tejido biológico. La sonda puede comprender un cuerpo tubular y puede tener al menos una región que sea transmisora de la radiación electromagnética. El primer y segundo elementos ópticos pueden colocarse a lo largo de una longitud de la sonda en una región o en una porción de ventana de la sonda o pueden formar una porción de ventana de la sonda. El primer elemento óptico puede ser uno de una pluralidad de primeros elementos ópticos y/o el segundo elemento óptico puede ser uno de una pluralidad de segundos elementos ópticos. La sonda puede comprender más de un primer elemento óptico y/o más de un segundo elemento óptico que están colocados a lo largo de una longitud de la sonda. Los elementos ópticos pueden colocarse a lo largo de una porción longitudinal de la sonda en diferentes posiciones radiales y/o longitudinales. Por ejemplo, los elementos ópticos adyacentes pueden estar separados por una distancia de 1 a 3 mm. El sistema OCT que tiene la sonda puede disponerse para generar simultáneamente múltiples imágenes de diferentes regiones del tejido biológico adyacente a la sonda. En esta realización, la sonda normalmente es una sonda giratoria de modo que la exploración del área de interés se puede realizar girando la sonda.
El sistema OCT puede disponerse para determinar la tensión y/o deformación dentro de una porción del material de manera que la propiedad mecánica del material pueda evaluarse usando la tensión y/o deformación determinada dentro de la porción de material en la primera y segunda áreas de interés en secuencia o simultáneamente.
El sistema OCT puede comprender un actuador, u otro mecanismo, para aplicar una carga. El actuador puede ser un actuador piezoeléctrico. Además, el sistema OCT puede comprender capas sensoras que tienen propiedades mecánicas conocidas, tales como capas que comprenden un material de silicona. En uso, cada capa sensora puede colocarse entre un elemento óptico respectivo y el área de interés. Alternativamente, cada capa sensora puede formar una porción de un elemento óptico respectivo.
El sistema OCT puede disponerse para determinar la tensión dentro de cada capa que tiene las propiedades mecánicas conocidas y la deformación dentro de cada área de interés, de modo que las propiedades mecánicas del material en las áreas de interés puedan evaluarse utilizando la deformación determinada dentro de la porción de material y la tensión determinada dentro de la capa sensora.
Además, el actuador del sistema OCT puede disponerse para generar una onda acústica en el material en las áreas de interés y el sistema OCT puede disponerse para medir una velocidad de la onda acústica dentro del material para determinar una propiedad mecánica del material.
Según un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento según la reivindicación 8 para caracterizar un material, comprendiendo el procedimiento las etapas de:
proporcionar el material;
posicionar un primer y segundo elementos ópticos con porciones ópticas primera y segunda de un sistema de escaneo óptico, respectivamente,
en la primera y segunda áreas de superficie de las respectivas primera y segunda regiones de interés del material, siendo el primer y segundo elementos ópticos al menos parcialmente transmisores de radiación electromagnética, y estando dispuestos de manera que la respectiva radiación de referencia asociada con el primer y segundo elementos ópticos sea generado por reflexión en las interfaces del primer y segundo elementos ópticos, respectivamente, y el primer y segundo elementos ópticos están dispuestos o posicionados de tal manera que una diferencia de longitud de la trayectoria óptica entre la radiación de referencia asociada con el primer elemento óptico y la radiación electromagnética que interactuó con el material de la primera región difiere de una diferencia de longitud de trayectoria óptica entre la radiación de referencia asociada con el segundo elemento óptico y la radiación electromagnética que interactuó con el material de la segunda región;
acoplar ópticamente un detector al sistema de escaneo;
dirigir radiación electromagnética hacia la primera y segunda regiones a través de la primera y segunda áreas de superficie, respectivamente; y
detectar la radiación electromagnética recibida por las partes ópticas del sistema de escaneo.
Las áreas de superficie primera y segunda pueden ser superficies directamente adyacentes o pueden estar espaciadas entre sí. Además, las regiones primera y segunda pueden estar directamente debajo de las áreas de superficie primera y segunda, respectivamente.
Además, el primer y segundo elementos ópticos pueden ser elementos unidos o pueden ser elementos separados que pueden estar separados o no.
Las porciones ópticas primera y segunda del sistema de escaneo pueden proporcionarse en forma de un primer y segundo cabezales de escaneo en uso colocados en el primer y segundo elementos ópticos, respectivamente, para recibir radiación electromagnética que ha interactuado con el material en las primera y segunda áreas de interés. Alternativamente, el sistema OCT puede comprender un sistema de escaneo, tal como un único espejo de escaneo, y puede disponerse de manera que la radiación electromagnética se dirija (por ejemplo, a través de un divisor de haz y un espejo) a la primera y segunda porciones ópticas, que pueden comprender lentes ópticas adecuadas.
El procedimiento puede comprender además colocar la primera y segunda porciones ópticas del sistema de escaneo en el primer y segundo elemento óptico, respectivamente, para recibir radiación electromagnética que ha interactuado con el material de la primera y segunda regiones del material, respectivamente.
El primer y segundo elemento óptico pueden estar separados de la primera y segunda porciones ópticas del sistema de escaneo. En este caso, la etapa de colocar el primer y segundo elemento óptico con la primera y segunda porciones de un sistema de escaneo óptico, respectivamente, puede comprender colocar el primer y segundo elemento óptico en la primera y segunda áreas de superficie de la primera y segunda región respectivas y colocar las primera y segunda porciones ópticas en los primer y segundo elementos ópticos, respectivamente.
Alternativamente, los primer y segundo elementos ópticos pueden formar parte de, o pueden unirse con, la primera y segunda porciones ópticas del sistema de escaneo, respectivamente.
La etapa de colocar un primer y un segundo elemento óptico en la primera y segunda superficies, respectivamente, se puede realizar de manera que el primer y segundo elementos ópticos entren en contacto con las respectivas áreas de superficie o estén separados de las áreas de superficie.
En una realización específica, el procedimiento comprende dirigir tanto la radiación de referencia como la radiación electromagnética que interactuó con el material de la primera región y también tanto la radiación de referencia como la radiación electromagnética que interactuó con el material de la segunda región de manera que se propaguen a lo largo de una camino óptico común hacia un detector.
El procedimiento puede comprender además una etapa de formación de imágenes OCT asociadas con material en la primera y segunda regiones simultáneamente usando la radiación electromagnética recibida por la primera y segunda porciones ópticas y detectada por el detector.
El material puede ser uno de una pluralidad de materiales. Por ejemplo, el material puede comprender un primer y segundo materiales que están separados (y pueden ser de otro modo diferentes) y el primer elemento óptico puede estar colocado en una primera área de superficie del primer material y el segundo elemento óptico puede estar colocado en la segunda área de superficie del segundo material.
En un ejemplo específico, el primer material puede ser, por ejemplo, tejido biológico de un paciente y el segundo material puede ser un espejo que sea estacionario con respecto al segundo elemento óptico. Entonces es posible determinar un movimiento del segundo material con respecto al sistema OCT.
En una realización de la presente invención, el procedimiento comprende evaluar una propiedad mecánica del material en múltiples áreas de interés ya sea en secuencia o simultáneamente.
El procedimiento puede comprender aplicar una carga mecánica a la primera y segunda regiones a través de la primera y segunda superficies, respectivamente, tal como a través del primer y segundo elemento óptico.
El procedimiento puede comprender además determinar la deformación dentro de una porción del material de manera que la propiedad mecánica del material pueda evaluarse usando la deformación determinada dentro de la porción de material en la primera y segunda regiones de interés.
El procedimiento puede comprender determinar la tensión dentro de una capa sensora en o cerca de cada elemento óptico; teniendo las capas sensoras propiedades mecánicas conocidas y estando situadas entre una parte de cada elemento óptico y la respectiva región de interés. El procedimiento puede comprender determinar la tensión dentro de cada capa sensora tras la aplicación de una carga adecuada. Puede comprender además determinar la deformación dentro de cada región de interés de manera que las propiedades mecánicas del material en las áreas de interés puedan evaluarse usando la deformación determinada dentro de la porción de material y la tensión determinada dentro de la capa sensora.
Además, el procedimiento puede comprender generar una onda acústica en el material en las regiones de interés y el sistema OCT y medir una velocidad de la onda acústica dentro del material para determinar una propiedad mecánica del material.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se describirá ahora, únicamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 muestra una representación esquemática de un sistema OCT según una realización de la presente invención;
La Figura 2 muestra una representación esquemática de un sistema OCT según otra realización de la presente invención;
La Figura 3 muestra una representación esquemática de una porción de un sistema OCT según una realización de la presente invención;
La Figura 4 muestra una representación esquemática de una porción de un sistema OCT según otra realización de la presente invención;
Las Figuras 5 (a) - (c) muestran elementos ópticos según realizaciones de la presente invención; y
La Figura 6 muestra un componente de un sistema OCT según otra realización de la presente invención.
Descripción detallada de realizaciones específicas
Las realizaciones de la presente invención se refieren a un sistema y un procedimiento para caracterizar simultáneamente una región de un único material o de múltiples materiales y/o en múltiples áreas de interés usando OCT.
El material puede ser un material biológico, tal como tejido biológico. Sin embargo, también se prevén materiales no biológicos.
El sistema OCT según realizaciones de la presente invención comprende un primer y segundo elementos ópticos, un primer y segundo cabezal de escaneo y un detector que está acoplado ópticamente al primer y segundo cabezal de escaneo. El primer y segundo elementos ópticos están colocados en una primera y segunda áreas de interés, respectivamente, y son transmisores de radiación electromagnética que se dirige a través del primer y segundo elementos ópticos.
El sistema OCT comprende un sistema de escaneo que puede comprender un primer y un segundo cabezales de escaneo o una primera y segunda porciones ópticas a las que se dirige la radiación electromagnética desde una disposición de escaneo. Los primer y segundo cabezales de escaneo o las primera y segunda porciones ópticas están colocados en el primer y segundo elementos ópticos (típicamente separados de los elementos ópticos por una distancia en el intervalo de 0,5 - 30 mm), respectivamente, para dirigir la radiación electromagnética y recibir radiación electromagnética a través de respectivos elementos ópticos. Una porción de la radiación electromagnética que se dirige hacia la primera y segunda áreas de interés se refleja en las interfaces de o en los elementos ópticos respectivos para formar la radiación de referencia respectiva.
En una primera realización de la presente invención, el primer y segundo elementos ópticos están dispuestos además de manera que la longitud del camino óptico de la radiación electromagnética a través de una porción del primer elemento óptico hasta una interfaz de o en el primer elemento óptico difiere de la que pasa a través de una porción del segundo elemento óptico a una interfaz de o en el segundo elemento óptico, mediante lo cual se generan respectivas radiaciones de referencia que tienen respectivas longitudes de trayectoria óptica.
En una segunda realización alternativa de la presente invención, los elementos ópticos están dispuestos o colocados de manera que una longitud de trayectoria óptica de radiación electromagnética que interactuó con el material en el primer elemento óptico difiere de la longitud de una trayectoria óptica de radiación electromagnética que interactuó con el material en el segundo elemento óptico.
El sistema OCT comprende una fuente de radiación electromagnética. La fuente está acoplada ópticamente al sistema de escaneo que puede comprender un primer y un segundo cabezales de exploración o una primera y segunda porciones ópticas a las que se dirige la radiación electromagnética desde una disposición de exploración "central". La radiación electromagnética emitida por la fuente se distribuye entre el primer y segundo cabezal de escaneo utilizando un acoplador de fibra óptica o alguna otra forma de divisor de haz.
El sistema OCT está además dispuesto de manera que la radiación de referencia asociada con cada área de interés y la radiación electromagnética que ha interactuado con el área de interés respectiva se propaguen a lo largo de una única trayectoria común.
La radiación electromagnética recibida por el detector desde el primer y segundo cabezal de escaneo se utiliza para formar una imagen OCT del material respectivo en la primera y segunda áreas de interés. Las diferencias en las longitudes de la trayectoria óptica entre la radiación de referencia y la radiación electromagnética que interactuó con el material en las respectivas áreas de interés determinan la posición profunda de las características de la primera y segunda imágenes OCT. Las propiedades ópticas descritas del primer y segundo elementos ópticos y las diferencias en las longitudes de las trayectorias ópticas se eligen de tal manera que la radiación electromagnética respectiva y la radiación de referencia respectiva recibida por los primer y segundo cabezales de escaneo puedan dirigirse a lo largo de una trayectoria óptica común sin superposición significativa. Por ejemplo, los sistemas OCT pueden tener una profundidad de imagen de uno a unos pocos milímetros, tal como 1 - 5, 1 - 2, 1 - 3 o 1 - 2 milímetros. Para evitar la superposición entre la primera y la segunda imagen OCT, el sistema OCT está dispuesto de tal manera que la diferencia de longitud del camino óptico entre la radiación electromagnética que interactuó con el material y la radiación de referencia respectiva asociada con la primera área de interés difiere en más de 1 - 5, 1 - 2, 1 - 3 o 1 - 2 milímetros de la diferencia de longitud del camino óptico entre la radiación electromagnética que interactuó con el material y la radiación de referencia respectiva asociada con la segunda área de interés.
Además, el sistema OCT normalmente está dispuesto de manera que las longitudes de la trayectoria óptica entre la radiación electromagnética que interactuó con el material y la radiación de referencia respectiva asociada con la primera área de interés difieren en más de un intervalo de imagen (unos pocos milímetros, tales como 1 - 5, 1 - 2, 1 -3 o 1 - 2 milímetros) del sistema OCT a partir de milímetros de las longitudes de la trayectoria óptica de ambos entre la radiación electromagnética que interactuó con el material y la radiación de referencia respectiva asociada con la segunda área de interés.
Además, se podrá analizar más de un material simultáneamente. Por ejemplo, un primer material puede ser un material de interés, tal como tejido biológico de una patente (in vivo) y el segundo material puede ser un material de referencia, tal como un espejo de referencia que es estacionario con respecto al segundo elemento óptico. El primer elemento óptico puede colocarse en la superficie del tejido biológico y el segundo elemento óptico puede colocarse en el espejo de referencia. Entonces es posible determinar un movimiento del segundo material con respecto al sistema OCT.
El sistema OCT según realizaciones de la presente invención se describirá ahora con más detalle con referencia a las Figuras.
Con referencia a la Figura 1, se muestra una representación esquemática de un sistema OCT 100 para caracterizar dos áreas de interés 102 y 104 de un material 106 según la primera realización de la presente invención.
En este ejemplo particular, un primer elemento óptico 108 está colocado en la primera área de interés 102 del material 106 y un segundo elemento óptico 110 está colocado en la segunda área de interés 104 del material 106.
El sistema OCT 100 comprende dos cabezales de escaneo 120 y 122. Cada cabezal de escaneo 120, 122 está acoplado a una fibra óptica de un interferómetro de Michelson (no mostrado) del sistema OCT 100 y comprende un colimador, espejos de escaneo (por ejemplo, galvanómetro o espejos basados en MEMA) para desviar el haz en 2 dimensiones a través de la superficie del material en la región de interés.
El primer cabezal de escaneo 120 está ubicado en el primer elemento óptico 108 para recibir radiación electromagnética que ha interactuado con la primera área de interés 102 del material 106. El segundo cabezal de escaneo 122 está ubicado en el segundo elemento óptico 110 para recibir radiación electromagnética que ha interactuado con la primera área de interés 104 del material 106.
Una fuente de radiación electromagnética 130 está acoplada ópticamente a los primer y segundo cabezales de escaneo 120, 122 por medio de fibras ópticas 140 y 142. La radiación electromagnética emitida por la fuente 130 se distribuye entre el primer cabezal de escaneo 120 y el segundo cabezal de escaneo 122 por medio de un acoplador de fibra óptica 150.
La radiación electromagnética recibida por los primer y segundo cabezales de escaneo 120, 122 se propaga a lo largo de una fibra óptica común 162 hacia el detector 160.
En este ejemplo, los elementos ópticos 108 y 110 tienen espesores (A y B) e índices de refracción (n y n2) seleccionados de tal manera que la longitud de la trayectoria óptica de la radiación electromagnética a través del primer elemento óptico 108 difiere de la del segundo elemento óptico 110 en más que la profundidad de imagen de la imagen OCT del material bajo prueba, en este ejemplo en más de 1 a 3 mm.
Alternativamente, los elementos ópticos 108 y 110 también pueden comprender cada uno al menos dos capas que tienen diferentes índices de refracción de modo que se forme una interfaz entre dos capas adyacentes de cada elemento óptico en el que se refleja la radiación electromagnética para formar radiación de referencia. Esta realización se describirá con más detalle a continuación con referencia a la Figura 3.
El primer y segundo elementos ópticos comprenden un material de vidrio adecuado, pero alternativamente también pueden comprender un material polimérico adecuado.
Un experto en la técnica también apreciará que, alternativamente, los elementos ópticos pueden tener los mismos espesores y diferentes índices de refracción, o pueden tener diferentes espesores y los mismos índices de refracción. Los elementos ópticos 108, 110 y los cabezales de escaneo 120, 122 se ilustran como componentes separados. En una variación de la realización descrita, los elementos ópticos 108, 110 también pueden estar unidos a, o pueden formar parte de, los cabezales de escaneo 120, 122.
La Figura 2 ilustra un sistema OCT 170, que es una variación del sistema OCT 100 ilustrado en la Figura 1 y componentes similares reciben números de referencia similares. El sistema OCT 170 tiene una primera y segunda porciones ópticas, que se proporcionan en forma de una primera y segunda lentes 171 y 172. El sistema OCT 170 tiene un único espejo de escaneo 173, que recibe radiación electromagnética de un interferómetro de Michelson del sistema OCT 170 y dirige la radiación electromagnética a las lentes 171,172 a través del divisor de haz 174 y el espejo 175.
El espejo de escaneo 173, las lentes 171,172, el divisor de haz 174 y el espejo 175 pueden colocarse en una carcasa, que puede ser lo suficientemente pequeña y liviana para ser portátil.
Los elementos ópticos 108, 110 y los cabezales de las porciones ópticas 120, 122 del sistema de escaneo se ilustran como componentes separados. En una variación de la realización descrita, los elementos ópticos 108, 110 también pueden estar unidos a, o pueden formar parte de, las porciones ópticas 120, 122, que también pueden estar unidas entre sí.
Los sistemas OCT 100, 150 pueden usarse para evaluar una propiedad mecánica de un material. El material puede ser un material biológico, tal como tejido biológico o un biomaterial. Sin embargo, también se prevé material no biológico tal como material de silicona que normalmente se usa para replicar la forma y estructura del tejido blando biológico en el campo médico.
La propiedad mecánica normalmente se relaciona con la elasticidad del material. Específicamente, la elasticidad puede estar relacionada con el módulo de Young del material. El módulo de Young es representativo de la rigidez del material. En el campo de la medicina, se sabe que anomalías como el tejido enfermo pueden alterar la elasticidad del tejido biológico. Por ejemplo, el tejido canceroso suele ser "más rígido" que el tejido blando sano circundante. Sin embargo, la propiedad mecánica medida también podría ser la viscoelasticidad, la anisotropía o la poroelasticidad.
Los sistemas OCT 100, 170 según una realización de la presente invención comprenden un actuador piezoeléctrico basado en PZT (no mostrado) para aplicar una carga al material en la primera y segunda áreas de interés. Sin embargo, un experto en la técnica apreciará que, alternativamente, se puede aplicar una carga al material en las áreas de interés usando otros medios, tales como manualmente, fototérmico usando, por ejemplo, energía térmica procedente de medios de absorción láser, acústicos o ultrasónicos.
Además, los sistemas OCT 100, 170 comprenden capas sensoras (no mostradas) colocadas en respectivos elementos ópticos que tienen propiedades mecánicas conocidas. En esta realización, las capas sensoras están formadas a partir de un material de silicona. Alternativamente, las capas del primer y segundo elementos ópticos, tales como las capas 304, 306, 312 y 310, pueden usarse como capas sensoras.
Los sistemas OCT 100, 170 están dispuestos para determinar la tensión dentro de cada capa sensora que tiene las propiedades mecánicas conocidas y la deformación dentro de cada área de interés de manera que las propiedades mecánicas del material en las áreas de interés puedan evaluarse usando la deformación determinada dentro de la porción del material y la tensión determinada dentro de la capa sensora.
Además, se puede disponer un actuador para generar una onda acústica dentro del material en las áreas de interés y el sistema OCT está dispuesto para medir una velocidad de la onda acústica dentro del material para determinar una propiedad mecánica del material.
Un experto en la técnica apreciará que el dispositivo tiene aplicaciones no sólo en el campo médico, sino también en otros campos diversos, incluidos, por ejemplo, la robótica y la industria alimentaria. La propiedad mecánica puede evaluarse para cualquier material adecuado que cumpla. Por ejemplo, en la industria alimentaria, el dispositivo puede usarse para determinar la madurez de los alimentos. Además, el dispositivo puede usarse en aplicaciones de control de calidad y para procesamiento de materiales.
Con referencia ahora a la Figura 3, se muestra una representación esquemática de una porción 200 del sistema OCT según una realización de la presente invención.
En esta realización, un primer elemento óptico 202 tiene una superficie de contacto para hacer contacto con una primera área de superficie de interés 204 de un material 206, para formar la interfaz 208. De manera similar, un segundo elemento óptico 210 tiene una superficie de contacto para hacer contacto con una segunda área de superficie de interés 212 del material 206, para formar la interfaz 214.
La radiación electromagnética 216 se dirige a través del primer elemento óptico 202 hacia la primera área de interés 204 del material 206, y a través del segundo elemento óptico 210 hacia la segunda área de interés 212 del material 206.
Una porción de la radiación electromagnética 216 dirigida hacia la primera área de interés 204 se refleja en la interfaz 208 para formar la radiación electromagnética 220 de referencia. El cabezal de escaneo 222 recibe radiación electromagnética 224 que ha interactuado con la primera área de interés 204 junto con la radiación electromagnética de referencia 220.
De manera similar, una porción de la radiación electromagnética 218 dirigida hacia la segunda área de interés 212 se refleja en la interfaz 214 para formar la radiación electromagnética de referencia 226. El cabezal de escaneo 228 recibe radiación electromagnética 230 que ha interactuado con la segunda área de interés 212, junto con la radiación electromagnética de referencia 226.
El primer y segundo elementos ópticos 202 y 210 tienen índices de refracción (n y n2) y espesores (A y B) que se eligen de manera que la diferencia de longitud de la trayectoria óptica entre la radiación electromagnética de referencia 220 y la radiación electromagnética 224 difiera de la diferencia de longitud de la trayectoria óptica entre la radiación electromagnética de referencia 226 y la radiación electromagnética 230 por más que la profundidad de imagen de la imagen OCT del material bajo prueba, tal como más de 1, 2 o 3 mm.
La radiación electromagnética 220, 224, 226 y 230, recibida por los cabezales de escaneo 222 y 228, respectivamente, se dirige a lo largo de una trayectoria común (no mostrada) hasta un detector (no mostrado) y la radiación detectada se usa para formar simultáneamente dos imágenes OCT del material en la primera y segunda áreas de interés 204, 212.
Con referencia ahora a la Figura 4, se muestra una parte del sistema OCT 300 según otra realización de la presente invención.
En esta realización, el primer elemento óptico 302 comprende una primera capa 304 y una segunda capa 306 de un material que es transmisor de la radiación electromagnética. El segundo elemento óptico 308 comprende una primera capa 310 y una segunda capa 312 de un material que también es transmisor de la radiación electromagnética.
Las dos capas 304, 306 del primer elemento óptico 302 tienen diferentes índices de refracción y forman una interfaz 314. Las dos capas 310 y 312 del segundo elemento óptico 308 también tienen diferentes índices de refracción y forman una interfaz 316.
Una porción de la radiación electromagnética 320 se refleja en la interfaz 314 del primer elemento óptico 302 y forma la radiación electromagnética 322 de referencia. Además, una porción de la radiación electromagnética 330 se refleja en la interfaz 316 del segundo elemento óptico 308 y forma la radiación electromagnética de referencia 332.
En esta realización, la primera capa 304 y la primera capa 310 tienen índices de refracción y espesores seleccionados de manera que la diferencia de longitud de la trayectoria óptica entre la radiación de referencia 322 y la radiación electromagnética 370 difiere de la diferencia de longitud de la trayectoria óptica entre la radiación de referencia 332 y la radiación electromagnética 372 en más que la profundidad de imagen de la imagen OCT del material bajo prueba, tal como más de 1, 2 o 3 mm.
Los elementos ópticos 302 y 308 tienen en esta realización no una forma de sección transversal rectangular, sino una superficie en la que los elementos ópticos 302 y 308 entran en contacto con el material y está inclinada en un ángulo a. Esta disposición se elige para evitar la detección de radiación electromagnética 350 y 352 que se refleja en una interfaz de las capas 306 y 312 con el material y que de otro modo podría reducir el contraste de una imagen OCT que se está generando.
Con referencia ahora a las Figuras 5 (a), (b) y (c), ahora se describen los elementos ópticos 400, 402 y 404 según realizaciones de la presente invención.
El elemento óptico 400 tiene una forma rectangular y generalmente plana y es similar a los elementos ópticos 302 y 308 mostrados en la Figura 4, pero no tiene una superficie de contacto inclinada.
El elemento óptico 402 tiene generalmente forma de copa y puede, por ejemplo, reemplazar los elementos ópticos 202 o 210 mostrados en la Figura 3. Un elemento óptico con forma de copa es particularmente útil si el material es blando, tal como tejido biológico que puede colocarse dentro del elemento óptico en forma de copa para imágenes OCT. Se ilustra que el elemento óptico 402 tiene un índice de refracción uniforme, pero, alternativamente, también puede comprender capas en forma de copa que tienen respectivos índices de refracción y/o espesores, similar al elemento óptico 400 mostrado en la Figura 5 (a).
El elemento óptico 404 tiene una forma de prisma o sección transversal poligonal y comprende capas de índices de refracción respectivos, pero, alternativamente, todos pueden comprender también un material que tenga un índice de refracción uniforme. El elemento óptico 400 puede tener generalmente cualquier forma poligonal y puede comprender o no una superficie de contacto que esté inclinada en un ángulo a. El elemento óptico 400 puede, por ejemplo, reemplazar cualquiera de los elementos ópticos 302 o 308 mostrados en la Figura 4.
Una persona experta en la técnica apreciará que cualquier modificación y variación que resulte evidente para un destinatario experto se determina que está dentro del alcance de la presente invención. Por ejemplo, se prevé la caracterización de más de dos áreas de interés en un material simultáneamente. Además, el sistema OCT puede comprender más de dos cabezales de escaneo y las interconexiones entre la fuente, el primer y segundo cabezales de escaneo y el detector pueden acoplarse por medio de uno o más dispositivos similares a un divisor óptico.
Una persona experta en la técnica apreciará que en una variación de la primera realización específica descrita de la presente invención los elementos ópticos pueden tener interfaces que están colocadas de tal manera que esencialmente no hay diferencias en la longitud del camino óptico y diferencia de fase entre la radiación de referencia asociada con el primer y segundo elementos ópticos, pero el primer y segundo elementos ópticos están colocados o estructurados de otra manera de forma que la radiación electromagnética que interactuó con el material en el primer elemento óptico tiene una longitud de trayectoria óptica que es diferente a la de la radiación electromagnética que interactuó con el material en el segundo elemento óptico. Esta variación se refiere a la segunda realización específica, que ahora se describirá con referencia a la Figura 6.
Con referencia ahora a la Figura 6, ahora se describe un componente 500 según la segunda realización específica de la presente invención. El componente 500 puede funcionar, por ejemplo, como un endoscópico OCT o una aguja. El componente 500 comprende fibras ópticas que se acoplan usando acopladores de fibra (no mostrados) para formar una ruta óptica común hacia un detector. El componente 500 comprende un cuerpo 502 que tiene una pluralidad de ventanas 504 que son transmisoras de radiación electromagnética. Las fibras ópticas 505 terminan en microlentes 506 en diferentes posiciones a lo largo del cuerpo 502. El componente 500 comprende además espejos 507 que están colocados para dirigir la radiación electromagnética entre las respectivas microlentes 506 y las respectivas áreas de interés. Las microlentes 506 tienen interfaces que dan como resultado la reflexión de una porción de radiación que se dirige a las microlentes 506 para generar radiación de referencia. Las microlentes y los espejos 507 están colocados a distancias respectivas de los respectivos molinos de viento 504, por lo que la radiación electromagnética que interactuó con el material tiene longitudes de trayectoria óptica respectivas.
El componente 500 puede usarse para imágenes OCT, por ejemplo, rotando o trasladando el cuerpo 502 dentro del tejido biológico. Las imágenes OCT se pueden generar de la misma manera que se describe anteriormente en esta con referencia a las Figuras 1 y 2.
Un experto en la técnica apreciará que en una variación de la realización descrita anteriormente con referencia a la Figura 6, las microlentes 506 y los espejos 507 pueden tener sustancialmente las mismas separaciones del material, pero las microlentes 506 se pueden estructurar para generar radiación de referencia que tiene longitudes de trayectoria óptica respectivas, que se relaciona con las realizaciones descritas anteriormente con referencia a las Figuras 3 o 4.
Además, son posibles diversas variaciones adicionales. Por ejemplo, el primer y segundo elementos ópticos pueden estar unidos entre sí o pueden formarse integralmente y pueden proporcionarse en forma de un único elemento óptico (por ejemplo, un elemento óptico tiene un espesor ahusado o un perfil de índice de refracción a lo largo de su longitud) y cualquier número de porciones ópticas se puede colocar en ese elemento óptico o unirlas a él.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema (100; 170) de tomografía de coherencia óptica, denominado en lo sucesivo OCT, para caracterizar la primera y segunda regiones de interés debajo de la primera y segunda áreas de superficie de interés (102, 104) de un material (106), comprendiendo el sistema OCT (100; 170):
un primer y segundo elementos ópticos (108, 110) en uso colocados en la primera y segunda áreas de superficie de interés (102, 104), respectivamente, siendo el primer y segundo elementos ópticos (108, 110) al menos parcialmente transmisores de radiación electromagnética;
un sistema de escaneo que tiene una primera y segunda porciones de escaneo (120, 122), estando colocadas la primera y segunda porciones de escaneo (120, 122) en el primer y segundo elementos ópticos (108, 110), respectivamente, para recibir la radiación electromagnética que ha interactuado con el material (106) dentro de la primera y segunda regiones de interés; y
al menos un detector (160) acoplado ópticamente al sistema de escaneo;
en el que el primer y segundo elementos ópticos (108, 110) están dispuestos de tal manera que la radiación de referencia respectiva asociada con el primer y segundo elementos ópticos (108, 110) se genera por reflexión en las interfaces de o en el primer y segundo elementos ópticos (108, 110), respectivamente, y el primer y segundo elementos ópticos (108, 110) están dispuestos o diseñados para colocarse de manera que una diferencia de longitud de trayectoria óptica entre la radiación de referencia asociada con el primer elemento óptico (108) y la radiación electromagnética que interactuó con la primera región de interés difiere de una diferencia de longitud de la trayectoria óptica entre la radiación de referencia asociada con el segundo elemento óptico (110) y la radiación electromagnética que interactuó con la segunda región de interés; y
en el que el primer y segundo elementos ópticos (108, 110) están dispuestos de manera que una longitud de trayectoria óptica de la radiación electromagnética a través de al menos una porción del primer elemento óptico (108) hasta una interfaz de o en el primer elemento óptico (108) difiere de eso a través de al menos una porción del segundo elemento óptico (110) a una interfaz de o en el segundo elemento óptico (110) por una longitud que es más larga que una profundidad de imagen de una imagen OCT del sistema OCT (100; 170).
2. El sistema OCT (100; 170) de la reivindicación 1, en el que el sistema OCT (100; 170) está dispuesto de manera que tanto la radiación de referencia como la radiación electromagnética que interactuó con el material (106) asociado con el primer elemento óptico (108) y además tanto la radiación de referencia como la radiación electromagnética que interactuó con el material (106) asociado al segundo elemento óptico (110) se propagan a lo largo de un camino óptico común (162) hacia el detector (160).
3. El sistema OCT (100) de la reivindicación 1 o 2, en el que la primera y segunda porciones ópticas (120, 122) del sistema de escaneo se proporcionan en forma de un primer y segundo cabezales de escaneo (120, 122) que están colocados en el primer y segundo elementos ópticos (108, 110), respectivamente, para recibir radiación electromagnética que ha interactuado con el material (106) en la primera y segunda áreas de interés (102, 104).
4. El sistema OCT (100; 170) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada uno de los primer y segundo elementos ópticos (302, 308) comprende al menos dos capas (304, 306; 310, 312) de un material que tiene diferentes propiedades ópticas y en el que el sistema OCT (100; 170) está dispuesto de manera que la radiación electromagnética (322; 332) que se refleja en una interfaz (314, 316) entre dos de las al menos dos capas (304, 306; 310, 312)) de cada elemento óptico (302, 308) forma la radiación de referencia respectiva.
5. El sistema OCT (100; 170) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer y segundo elementos ópticos (108, 110; 202, 210; 302, 308; 400; 402; 404) están dispuestos o colocados de manera que una longitud de trayectoria óptica de la radiación electromagnética (224; 370) que interactuó con el material (206; 342) en el primer elemento óptico (108; 202; 302) difiere de la de la radiación electromagnética (230; 372) que interactuó con el material (206; 342) en el segundo elemento óptico (110; 210; 308).
6. El sistema OCT (100; 170) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer y segundo elementos ópticos (108, 110; 202, 210; 302, 308; 400; 402; 404) tienen un espesor no uniforme.
7. El sistema OCT (100; 170) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema OCT (100; 170) está dispuesto para aplicar una carga mecánica a la primera y segunda áreas de interés (102, 104; 204, 212; 340, 344) del material (106; 206; 342).
8. Un procedimiento para caracterizar un material (106), comprendiendo el procedimiento las etapas de:
proporcionar el material (106);
posicionar el primer y segundo elemento óptico (108, 110) con la primera y segunda porciones de escaneo (120, 122) de un sistema de escaneo óptico (100; 170), respectivamente, en la primera y segunda áreas de superficie de interés (102; 104) de las respectivas primera y segunda regiones de interés del material (106) ubicadas debajo de las respectivas áreas de interés (102; 104), siendo el primer y segundo elementos ópticos (108, 110) al menos parcialmente transmisores de radiación electromagnética, y estando dispuestos de manera que la radiación de referencia respectiva asociada con el primer y segundo elemento óptico (108, 110) se genera por reflexión en las interfaces del primer y segundo elemento óptico (108, 110), respectivamente, y el primer y segundo elemento óptico (108, 110) están dispuestos o diseñados para colocarse de manera que una diferencia de longitud de trayectoria óptica entre la radiación de referencia asociada con el primer elemento óptico (108) y la radiación electromagnética que interactuó con el material (106) de la primera región de interés difiere de una diferencia de longitud de trayectoria óptica entre la radiación de referencia asociada con el segundo elemento óptico (110) y la radiación electromagnética que interactuó con el material (106) de la segunda región o interés;
acoplar ópticamente un detector (160) al sistema de escaneo (100; 170);
dirigir radiación electromagnética hacia la primera y segunda regiones de interés a través de la primera y segunda áreas de superficie de interés (102, 104), respectivamente; y
detectar la radiación electromagnética recibida por las porciones de escaneo (120, 122) del sistema de escaneo (100; 170);
en el que una longitud de la trayectoria óptica de la radiación electromagnética a través de al menos una porción del primer elemento óptico (108) a una interfaz de o en el primer elemento óptico (108) difiere de la que pasa a través de al menos una porción del segundo elemento óptico (110) a una interfaz de o en el segundo elemento óptico (110) por una longitud que es más larga que una profundidad de imagen de una imagen OCT del sistema OCT (100; 170).
9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que la primera y segunda regiones de interés están directamente debajo de la primera y segunda áreas de superficie de interés (102, 104), respectivamente.
10. El procedimiento de la reivindicación 8 o 9, en el que el primer y segundo elementos ópticos (108, 110) son elementos unidos.
11. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que la etapa de colocar un primer y un segundo elemento óptico (108, 110) en la primera y segunda áreas de superficie de interés (102, 104), respectivamente, se realiza de manera que en el primer y segundo elementos ópticos (108, 110) hacen contacto con las respectivas áreas de superficie de interés (102, 104).
12. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, que comprende dirigir tanto la radiación de referencia como la radiación electromagnética que interactuó con el material (106) de la primera región de interés y también tanto la radiación de referencia como la radiación electromagnética que interactuó con el material (106) de la segunda región de interés se propagan a lo largo de una trayectoria óptica común (162) hacia un detector (160).
13. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, que comprende además aplicar una carga mecánica a la primera y segunda regiones de interés a través de la primera y segunda áreas de superficie de interés (102, 104), respectivamente.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11293746B2 (en) * 2018-06-01 2022-04-05 OncoRes Medical Pty Ltd Method and device for evaluating a mechanical property of a material
CN113390444A (zh) * 2020-03-12 2021-09-14 欧姆龙株式会社 光干涉测量装置
CA3235411A1 (en) * 2021-10-19 2023-04-27 Brendan Kennedy An attachment for an elastography and/or imaging device

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004073501A2 (en) 2003-02-20 2004-09-02 Gutin Mikhail Optical coherence tomography with 3d coherence scanning
US6847458B2 (en) * 2003-03-20 2005-01-25 Phase Shift Technology, Inc. Method and apparatus for measuring the shape and thickness variation of polished opaque plates
US7417740B2 (en) * 2004-11-12 2008-08-26 Medeikon Corporation Single trace multi-channel low coherence interferometric sensor
US7728985B2 (en) * 2005-11-14 2010-06-01 Imalux Corporation Polarization-sensitive common path optical coherence reflectometry/tomography device
US7554669B2 (en) * 2005-11-15 2009-06-30 Bioptigen, Inc. Spectral domain phase microscopy (SDPM) dual mode imaging systems and related methods and computer program products
US8348429B2 (en) * 2008-03-27 2013-01-08 Doheny Eye Institute Optical coherence tomography device, method, and system
JP5324839B2 (ja) * 2008-06-19 2013-10-23 株式会社トプコン 光画像計測装置
GB2482908B (en) * 2010-08-20 2013-10-16 Univ Manchester Rheometer with optical interferometer
KR101552290B1 (ko) * 2011-02-15 2015-09-10 웨이브라이트 게엠베하 광간섭 단층촬영에 의한 물체의 내부 형상 측정 시스템 및 방법
JP6205344B2 (ja) * 2011-03-28 2017-09-27 アビンガー・インコーポレイテッドＡｖｉｎｇｅｒ， Ｉｎｃ． 閉塞クロッシング用デバイス、撮像用デバイスおよびアテローム切除用デバイス
US8379219B2 (en) * 2011-05-27 2013-02-19 Corning Incorporated Compound interferometer with monolithic measurement cavity
KR101243337B1 (ko) * 2011-05-30 2013-03-14 부산대학교 산학협력단 진동 잡음 효과 감쇄 특성을 갖는 광학 간섭계 시스템
US9036966B2 (en) * 2012-03-28 2015-05-19 Corning Incorporated Monolithic beam-shaping optical systems and methods for an OCT probe
CA2870196C (en) * 2012-05-03 2017-01-03 Wavelight Gmbh Imaging technique for optical coherence tomography
EP2690395A1 (de) * 2012-07-24 2014-01-29 Hexagon Technology Center GmbH Interferometrische Entfernungsmessanordnung und ebensolches Verfahren
CA2906425A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Amo Wavefront Sciences, Llc Angular multiplexed optical coherence tomography systems and methods
US9200888B2 (en) * 2013-11-01 2015-12-01 Tomey Corporation Multi-channel optical coherence tomography

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