IT202000010357A1 - EQUIPMENT FOR OPTICAL PHASE COHERENCE TOMOGRAPHY - Google Patents

EQUIPMENT FOR OPTICAL PHASE COHERENCE TOMOGRAPHY Download PDF

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IT202000010357A1
IT202000010357A1 IT102020000010357A IT202000010357A IT202000010357A1 IT 202000010357 A1 IT202000010357 A1 IT 202000010357A1 IT 102020000010357 A IT102020000010357 A IT 102020000010357A IT 202000010357 A IT202000010357 A IT 202000010357A IT 202000010357 A1 IT202000010357 A1 IT 202000010357A1
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IT
Italy
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light
phase
light rays
light beam
rays
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Application number
IT102020000010357A
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Inventor
Antonio Malacarne
Antonella Bogoni
Paolo Ghelfi
Simona Celi
Mirco Scaffardi
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Consorzio Naz Interuniversitario Per Le Telecomunicazioni
Scuola Superiore Di Studi Univ E Di Perfezionamento Santanna
Fond Toscana Gabriele Monasterio Per La Ricerca Medica E Di Sanita Pubblica
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Description

Descrizione dell?invenzione industriale dal titolo ?APPARATO PER TOMOGRAFIA OTTICA A COERENZA DI FASE? Description of the industrial invention entitled ?APPARATUS FOR PHASE COHERENCE OPTICAL TOMOGRAPHY?

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Ambito dell?invenzione Scope of the invention

[0001] La presente invenzione si riferisce a un apparato per tomografia a coerenza ottica (OCT) perfezionato, in particolare, per procedure diagnostiche che coinvolgono un tessuto di un paziente quale la parete di un lume biologico del corpo di un paziente, per esempio applicazioni intravascolari (IV-OCT). The present invention relates to an improved optical coherence tomography (OCT) apparatus, in particular, for diagnostic procedures involving a patient's tissue such as the wall of a biological lumen of a patient's body, for example applications intravascular (IV-OCT).

Tecnica anteriore e problemi tecnici Prior art and technical problems

[0002] La tomografia a coerenza ottica ? una tecnica di imaging non invasiva e senza contatto che utilizza la luce per acquisire immagini trasversali e tridimensionali dall'interno di un tessuto biologico. Inizialmente, la OCT veniva utilizzata principalmente per studiare la retina umana e in alcune applicazioni intra-vascolari e, pi? recentemente, anche in dermatologia, gastroenterologia e urologia. [0002] Optical coherence tomography ? a non-invasive, non-contact imaging technique that uses light to acquire cross-sectional and three-dimensional images from within biological tissue. Initially, OCT was mainly used to study the human retina and in some intra-vascular applications and, more recently, also in dermatology, gastroenterology and urology.

[0003] Nella OCT, le onde luminose emesse da una sorgente luminosa a banda larga sono suddivise in un raggio di riferimento e in un raggio-campione. Quest'ultimo ? diretto all'interno del tessuto e retrodiffuso da tessuti microstrutturati interni. La luce retrodiffusa viene fatta interferire con il raggio di riferimento e il pattern di interferenza ottenuto viene utilizzato per misurare gli echi luminosi rispetto al profilo di profondit? del tessuto. [0003] In OCT, the light waves emitted by a broadband light source are divided into a reference beam and a sample beam. The latter ? directed within the tissue and back-diffused by internal microstructured tissues. The backscattered light is made to interfere with the reference beam and the interference pattern obtained is used to measure the light echoes against the depth profile. of the fabric.

[0004] I miglioramenti pi? importanti offerti dall'OCT rispetto a metodi di imaging come la tomografia computerizzata a raggi X, la risonanza magnetica e le tecniche basate sugli ultrasuoni, riguardano la risoluzione assiale, cio? la risoluzione ?A?, principalmente grazie all?uso del dominio di frequenza ottica. Al momento, ? possibile ottenere facilmente risoluzioni assiali micrometriche fino a circa 10-20 ?m. [0004] The most important improvements important features offered by OCT compared to imaging methods such as X-ray computed tomography, magnetic resonance and ultrasound-based techniques, concern the axial resolution, ie? the resolution ?A?, mainly thanks to the use of the optical frequency domain. At the moment, ? It is possible to easily obtain micrometric axial resolutions up to about 10-20 ?m.

[0005] Per quanto riguarda la IV-OCT, questa ? diventata una delle tecniche pi? preferite di imaging delle arterie coronarie, per lo studio delle placche aterosclerotiche e per guidare procedure interventistiche semi-invasive di intervento coronarico percutaneo come l?angioplastica e lo stenting. [0005] As regards the IV-OCT, this ? has become one of the techniques pi? of coronary artery imaging, for studying atherosclerotic plaques, and for guiding semi-invasive interventional percutaneous coronary intervention procedures such as angioplasty and stenting.

[0006] Come mostrato in figura 1A, durante queste procedure, un filo o cavo 40 per imaging OCT viene introdotto e fatto avanzare da un sito d?ingresso vascolare 3 fino a una regione-obiettivo 2l di una porzione di interesse 8 di un vaso sanguigno 1 come un'arteria provvista o priva di un innesto sintetico, sopra un filo di guida per angioplastica convenzionale, non mostrato. In questo modo, un raggio luminoso 11 generato da una sorgente 10 di raggi luminosi pu? raggiungere la regione-obiettivo 2l attraverso il cavo 40 e una sonda submillimetrica 60 disposta in corrispondenza di un'estremit? distale del cavo 40. [0006] As shown in Figure 1A , during these procedures, an OCT imaging wire or cable 40 is introduced and advanced from a vascular entry site 3 to a target region 21 of a portion of interest 8 of a vessel Blood 1 as an artery provided or without a synthetic graft, over a conventional angioplasty guidewire, not shown. In this way, a light beam 11 generated by a source 10 of light rays can reach the target region 21 through the cable 40 and a submillimeter probe 60 disposed at one end? distal of cord 40.

[0007] Per ottenere una determinata risoluzione assiale (risoluzione attraverso il tessuto), si esegue una scansione normalmente continua 9? della lunghezza d'onda della luce, che pu? essere rappresentata schematicamente come una successione di raggi luminosi R aventi rispettive lunghezze d'onda ?k, k = 1 ? R, variabili entro un predeterminato intervallo ? di lunghezze d'onda, i quali vengono inviati a un settore target 2j,l formando la regione-obiettivo 2l, come mostrato in figura 1B, durante un tempo T? di scansione in lunghezza d?onda, si veda anche la figura 1C, ottenendo cos? una linea assiale 97j,l del settore target 2j,l. [0007] To obtain a certain axial resolution (resolution through the tissue), is a normally continuous scan performed 9? of the wavelength of light, which can? be represented schematically as a succession of light rays R having respective wavelengths ?k, k = 1 ? R, variable within a predetermined interval ? of wavelengths, which are sent to a target sector 2j,l forming the target region 2l, as shown in figure 1B, during a time T? scan in? wavelength, see also figure 1C, thus obtaining? an axial line 97j,l of the target sector 2j,l.

[0008] Inoltre, per ottenere una visualizzazione 2D, cio? un'immagine 98l di una sezione trasversale della regioneobiettivo 2l, si esegue una scansione radiale 9? su 360? (scansione B) della parete arteriosa circostante, attraverso mezzi di deflessione meccanicamente girevoli della sonda 60, non mostrati. In altre parole, la scansione in lunghezza d?onda 9? viene ripetuta per ciascuno degli M settori-obiettivo 2j,l j = 1 ? M e le linee assiali 97j,l j = 1 ? M vengono utilizzate per ricostruire l'immagine 2D 98l della sezione trasversale. Pertanto, il tempo richiesto per ottenere l'immagine 98l della sezione trasversale della regione-obiettivo 2l ? almeno M<.>T?. Come descritto pi? dettagliatamente nel seguito, nell'attuale stato dell'arte, la massima velocit? della scansione radiale 9? consentita dai mezzi di deflessione attualmente in uso ? molto inferiore alla velocit? della scansione in lunghezza d'onda 9? consentita dalle sorgenti 10 di raggi luminosi attualmente disponibili. [0008] Furthermore, to obtain a 2D display, that is? an image 98l of a cross section of the target region 2l, a radial scan is performed 9? on 360? (scan B) of the surrounding arterial wall, through mechanically rotatable deflection means of probe 60, not shown. In other words, the scan in wavelength 9? is it repeated for each of the M target sectors 2j,l j = 1 ? M and the axial lines 97j,l j = 1 ? M are used to reconstruct the 2D image 98l of the cross section. Thus, the time required to obtain the cross-sectional image 98l of the target region 2l ? at least M<.>T?. As described more? in detail below, in the current state of the art, the maximum speed? of radial scan 9? allowed by the means of deflection currently in use? much lower than the speed? of the wavelength scan 9? permitted by currently available light ray sources 10 .

[0009] Infine, viene eseguita anche una traslazione a ritroso 9z della sonda, solitamente concomitante, lungo la porzione di interesse 8, in modo da generare un insieme di dati volumetrici 3D che includono informazioni microstrutturali complete della parete dell'arteria o dell'innesto sintetico 1. In altre parole, la scansione radiale 9? viene ripetuta per ciascuna delle posizioni assiali S, ovvero per ciascuna delle regioni target 2l l = 1 ? S, e le sezioni trasversali 2D 98l l = 1 ? S vengono unite per formare un'immagine 3D 99 della porzione di interesse 8. [0009] Finally, a backward 9z translation of the probe, usually concomitant, is also performed along the portion of interest 8, so as to generate a set of 3D volumetric data which includes complete microstructural information of the artery wall or of the graft synthetic 1. In other words, radial scan 9? is repeated for each of the axial positions S, i.e. for each of the target regions 2l l = 1 ? S, and the cross sections 2D 98l l = 1 ? S are merged to form a 3D image 99 of the portion of interest 8.

[0010] A questo proposito, sono stati possibili significativi miglioramenti della sensibilit?, fino a valori di sensibilit? finali superiori a 120 dB, impiegando tecniche nel dominio di Fourier (FD-OCT) ad alte prestazioni basate su una sorgente a scansione di lunghezza d?onda (SS-OCT). In questo caso, la sorgente di onda continua compie periodicamente nel tempo una scansione nell?intervallo di frequenze di interesse, normalmente dell?ampiezza di 100 nm, con una velocit? di almeno due ordini di grandezza superiore rispetto alla scansione radiale. [0010] In this regard, significant improvements in sensitivity have been possible, up to sensitivity values? higher than 120 dB, using high performance Fourier domain techniques (FD-OCT) based on a wavelength scanning source (SS-OCT). In this case, the continuous wave source periodically performs a scan in the frequency range of interest, normally of the amplitude of 100 nm, with a speed? at least two orders of magnitude higher than the radial scan.

[0011] Tuttavia, nonostante i miglioramenti sopra riassunti, le attrezzature per OCT attualmente disponibili mostrano ancora alcune importanti limitazioni delle prestazioni. [0011] However, despite the improvements summarized above, currently available OCT equipment still exhibits some important performance limitations.

[0012] Un primo problema ? la limitata profondit? di penetrazione assiale, vale a dire una scarsa capacit? di penetrazione attraverso il tessuto in esame, normalmente non superiore a circa 1,5 mm, dovuta principalmente alla forte retrodiffusione della luce e agli elevati coefficienti di assorbimento all'interno dei tessuti e del sangue. In particolare, la scarsa penetrazione assiale ? particolarmente svantaggiosa quando si osserva un vaso sanguigno che ? stato significativamente rimodellato a causa dell?accumulo di placca. In questo caso, sull'immagine degli OCT scompare il contorno del lume reale e chi esegue l?esame all?inizio deve unire mentalmente i punti per definire l'estensione della placca. [0012] A first problem? the limited depth? of axial penetration, that is to say a low capacity? of penetration through the tissue under examination, normally not exceeding about 1.5 mm, mainly due to the strong backscattering of light and the high absorption coefficients inside the tissues and blood. In particular, the poor axial penetration ? particularly disadvantageous when observing a blood vessel that is been significantly remodeled due to plaque accumulation. In this case, the outline of the real lumen disappears on the OCT image and the initial examiner must mentally join the dots to define the extent of the plaque.

[0013] Ulteriori inconvenienti sono dovuti all'impiego di componenti meccanici in movimento per eseguire la scansione radiale 9?. In particolare, come mezzi di deflessione dei raggi vengono normalmente utilizzati degli specchi rotanti, che consentono una velocit? al pi? di poche centinaia di Hz, oppure dei traslatori motorizzati. [0013] Further drawbacks are due to the use of moving mechanical components to perform the radial scan 9?. In particular, rotating mirrors are normally used as means of deflection of the rays, which allow a speed? at most of a few hundred Hz, or motorized translators.

[0014] In primo luogo, la velocit? di scansione non pu? superare il valore che pu? essere raggiunto impiegando componenti meccanici, e ci? costituisce una limitazione, in particolare, quando si osservano tessuti in rapido movimento. Sono noti sistemi di scansione pi? veloci basati su MEMS, specchi galvanometrici o attuatori piezoelettrici, ma anche queste soluzioni comprendono parti meccaniche, oltre a mezzi di alimentazione elettrica posizionati vicino alla regione di scansione, i quali, a causa del loro ingombro, non possono essere contenuti negli endoscopi submillimetrici generalmente utilizzati in un contesto medico. [0014] First, the speed? scan can not? exceed the value that can? be achieved using mechanical components, and what? constitutes a limitation, in particular, when observing rapidly moving tissue. Are known scanning systems pi? based on MEMS, galvanometric mirrors or piezoelectric actuators, but even these solutions include mechanical parts, as well as power supply means positioned close to the scanning region, which, due to their size, cannot be contained in the generally used submillimeter endoscopes in a medical context.

[0015] In secondo luogo, le vibrazioni indotte dai componenti mobili limitano il rapporto segnale-rumore disponibile (SNR), e comportano quindi un?affidabilit? e una sensibilit? relativamente scarse. [0015] Secondly, the vibrations induced by the moving components limit the available signal-to-noise ratio (SNR), and therefore lead to reliability? and a sensitivity? relatively scarce.

[0016] In terzo luogo, non ? facile inserire componenti girevoli meccanicamente in un dispositivo cos? piccolo quale ? una sonda intra-vascolare. [0016] Thirdly, isn't it? easy to insert mechanically revolving components in a device so? small which one? an intravascular probe.

[0017] Anche la sensibilit? raggiunta dai sistemi SS-OCT presenta alcuni inconvenienti nel caso di specifiche applicazioni IV-OCT, poich? contribuisce a limitare la profondit? di penetrazione massima a non pi? di 1,5 mm. [0017] Sensitivity too? achieved by SS-OCT systems has some drawbacks in the case of specific IV-OCT applications, since? helps to limit the depth? of maximum penetration to no more? of 1.5mm.

Sintesi dell?invenzione Summary of the invention

[0018] ? quindi uno scopo della presente invenzione fornire un apparato OCT, in particolare, per applicazioni intravascolari, che abbia una profondit? di penetrazione assiale superiore rispetto a quella della tecnologia OCT attualmente disponibile. [0018] ? therefore an object of the present invention is to provide an OCT apparatus, in particular, for intravascular applications, which has a depth? of superior axial penetration compared to that of the OCT technology currently available.

[0019] ? un altro scopo dell'invenzione fornire un apparato OCT, tipicamente un apparato IV-OCT, in cui non si impiegano parti mobili per eseguire una scansione di 360? di un raggio luminoso per dirigerlo contro la parete interna di un lume biologico come un vaso sanguigno, in modo da superare le limitazioni, sopra descritte, dovute ai componenti girevoli meccanicamente. [0019] ? Another object of the invention is to provide an OCT apparatus, typically an IV-OCT apparatus, in which no moving parts are employed to perform a 360? of a light beam to direct it against the inner wall of a biological lumen such as a blood vessel, so as to overcome the limitations, described above, due to mechanically rotating components.

[0020] ? uno scopo particolare dell'invenzione fornire un apparato FD-OCT comprendente una sorgente a onda continua con scansione della lunghezza d?onda (SS-OCT). [0020] ? It is a particular object of the invention to provide an FD-OCT apparatus comprising a continuous wave with wavelength scanning (SS-OCT) source.

[0021] Questi e altri scopi sono raggiunti da un apparato secondo le rivendicazioni indipendenti n. 1 e 4. Forme realizzative esemplificative e varianti dell'apparato sono definite dalle rivendicazioni dipendenti. [0021] These and other objects are achieved by an apparatus according to the independent claims n. 1 and 4. Exemplary embodiments and variants of the apparatus are defined by the dependent claims.

[0022] Un apparato diagnostico per eseguire una tomografia a coerenza ottica di una regione-obiettivo del tessuto del corpo di un paziente comprende: [0022] A diagnostic apparatus for performing an optical coherence tomography of a target region of a patient's body tissue comprises:

- una sorgente di raggi luminosi configurata per emettere un raggio luminoso; - a source of light rays configured to emit a light beam;

- un cavo ottico avente un'estremit? prossimale in comunicazione con la sorgente di raggi luminosi per ricevere da essa il raggio luminoso, e un'estremit? distale disposta per essere introdotta nella regioneobiettivo; - an optical cable having one end? proximal in communication with the source of light rays to receive the light beam from it, and an extremity? distal arranged to be introduced into the target region;

- un dispositivo di orientamento dei raggi configurato per: - a beam orientation device configured for:

- orientare il raggio luminoso secondo una pluralit? di angoli di rotazione dei raggi rispetto a una posizione di riferimento angolare solidale con il cavo ottico, in un tempo di scansione radiale predeterminato, in modo da ottenere una pluralit? di rispettivi raggi luminosi orientati, e dirigere i raggi luminosi orientati in sequenza, in detto tempo di scansione radiale, verso una pluralit? di rispettivi settori-obiettivo della regioneobiettivo; - orient the light beam according to a plurality? of rotation angles of the beams with respect to an angular reference position integral with the optical cable, in a predetermined radial scanning time, so as to obtain a plurality? of respective oriented light rays, and directing the sequentially oriented light rays, in said radial scan time, towards a plurality? of respective target sectors of the target region;

- raccogliere luce retrodiffusa dai settori-obiettivo in risposta ai raggi luminosi orientati, - collect backscattered light from the target sectors in response to directed light rays,

- un fotorivelatore disposto per ricevere la luce retrodiffusa dal dispositivo di orientamento dei raggi, e configurato per confrontare interferometricamente la luce retrodiffusa con il raggio luminoso e per generare da ci? un segnale interferometrico; - a photodetector arranged to receive the backscattered light from the beam steerer, and configured to interferometrically compare the backscattered light with the light beam and to generate therefrom an interferometric signal;

- mezzi di acquisizione ed elaborazione configurati per ricevere il segnale interferometrico, per formare a partire da esso profili assiali della regione-obiettivo e per unire detti profili assiali formando un'immagine in sezione trasversale del tessuto del corpo del paziente. - acquisition and processing means configured to receive the interferometric signal, to form therefrom axial profiles of the target region and to join said axial profiles forming a cross-sectional image of the tissue of the patient's body.

[0023] Il tessuto del corpo pu? essere, per esempio, il tessuto di una parete di un lume corporeo come un organo cavo di un corpo umano o animale, o un vaso sanguigno, nel qual caso viene fornito un apparato IV-OCT. In quest'ultimo caso, l'apparato ? configurato anche per eseguire un movimento di traslazione lungo un asse del lume, per esempio un movimento di traslazione a ritroso lungo l?interno del lume, e i mezzi di acquisizione ed elaborazione sono configurati per unire una pluralit? di immagini di sezione trasversale, in modo da formare un'immagine 3D di una porzione di interesse del lume del corpo del paziente. [0023] The tissue of the body can be, for example, the tissue of a wall of a body lumen such as a hollow organ of a human or animal body, or a blood vessel, in which case an IV-OCT apparatus is provided. In the latter case, the apparatus? also configured to perform a translational movement along an axis of the lumen, for example a backward translational movement along the interior of the lumen, and the acquisition and processing means are configured to combine a plurality of of cross-sectional images, to form a 3D image of a portion of interest of the patient's body lumen.

[0024] In un aspetto dell'invenzione, [0024] In one aspect of the invention,

- il cavo ottico comprende un fascio di elementi di guida ottica avente un asse del fascio; - the optical cable comprises a beam of optical guide elements having a beam axis;

- il dispositivo di orientamento dei raggi comprende: - the beam orientation device includes:

- un dispositivo variatore di fase configurato per - generare, ad ogni istante di detto tempo di scansione radiale, una pluralit? di raggi luminosi campione sfasati a partire dal raggio luminoso, i raggi luminosi campione sfasati avendo rispettivi sfasamenti rispetto a una fase di riferimento del raggio luminoso, detti sfasamenti formando una combinazione istantanea di sfasamenti, e per - a phase shifter device configured to - generate, at each instant of said radial scan time, a plurality? of sample light rays phased from the light beam, the phased sample light rays having respective phase shifts with respect to a reference phase of the light beam, said phase shifts forming an instantaneous combination of phase shifts, and for

- modificare detta combinazione istantanea di sfasamenti durante detto tempo di scansione radiale, detta combinazione istantanea di sfasamenti essendo disposta in modo tale che in corrispondenza dell?estremit? distale del cavo si formi un raggio risultante istantaneo come combinazione di detti raggi luminosi campione sfasati, detto raggio risultante istantaneo avendo un lobo di intensit? principale orientato in una direzione istantanea rispetto all'asse del fascio; - modifying said instantaneous combination of phase shifts during said radial scan time, said instantaneous combination of phase shifts being disposed in such a way that at the end? distal of the cable, an instantaneous resultant ray is formed as a combination of said phase-shifted sample light rays, said instantaneous resultant ray having a lobe of intensity? principal oriented in an instantaneous direction with respect to the beam axis;

- un dispositivo di deflessione dei raggi disposto fisso in corrispondenza dell'estremit? distale, il dispositivo di deflessione dei raggi avendo una superficie di deflessione dei raggi disposta per: - in ogni istante di detto tempo di scansione radiale, ricevere il corrispondente raggio luminoso risultante istantaneo con il suo lobo di intensit? principale in una rispettiva posizione su di s?; e - a fixed beam deflection device at the tip? distal, the ray deflection device having a ray deflection surface arranged to: - at any instant of said radial scan time, receive the corresponding instantaneous resultant light ray with its intensity lobe principal in a respective position on s?; And

- deviare il raggio luminoso risultante istantaneo secondo un rispettivo angolo di rotazione dei raggi rispetto a una posizione di riferimento angolare solidale con il cavo ottico, in modo da formare, in detto tempo di scansione radiale, i raggi luminosi orientati; in modo tale che i raggi luminosi orientati siano diretti verso i settori-obiettivo della regione-obiettivo secondo gli angoli di rotazione dei raggi in detto tempo di scansione radiale, e la luce retrodiffusa venga raccolta in corrispondenza dell'estremit? distale nella forma di raggi di luce retrodiffusa dai rispettivi settori-obiettivo in risposta ai rispettivi raggi luminosi orientati. - deflecting the resulting instantaneous light beam according to a respective angle of rotation of the rays with respect to an angular reference position integral with the optical cable, so as to form, in said radial scanning time, the oriented light rays; such that the oriented light rays are directed towards the target sectors of the target region according to the angles of rotation of the rays in said radial scan time, and the backscattered light is collected at the far end. distal in the form of backscattered light beams from the respective target sectors in response to the respective directed light beams.

[0025] In questo modo, viene fornito un apparato OCT in cui, per attuare la scansione radiale, si utilizza un sistema di orientamento dei raggi luminosi (OBS) ad alta velocit? privo di parti meccaniche, in altre parole la scansione radiale viene eseguita senza impiegare componenti mobili, e ci? comporta alcuni importanti vantaggi rispetto ai sistemi di tomografia a coerenza ottica attualmente disponibili, come descritto di seguito. [0025] In this way, an OCT apparatus is provided in which a high-speed light beam orientation system (OBS) is used to implement the radial scan. devoid of mechanical parts, in other words, the radial scan is performed without using moving components, and what? it has some important advantages over currently available optical coherence tomography systems, as described below.

[0026] In primo luogo, la velocit? di scansione pu? essere aumentata fino a valori che superano ampiamente il limite superiore di velocit? di scansione dei sistemi OCT di tipo noto, i quali utilizzano parti meccanicamente girevoli come specchi girevoli, o attuatori piezoelettrici. In particolare, la velocit? di scansione radiale pu? essere aumentata di diversi ordini di grandezza e si possono facilmente raggiungere valori di velocit? di scansione di decine di MHz. [0026] In the first place, the speed? scan can? be increased up to values that largely exceed the upper speed limit? of the OCT systems of the known type, which use mechanically revolving parts such as revolving mirrors, or piezoelectric actuators. In particular, the speed radial scan can? be increased by several orders of magnitude and you can easily reach values of speed? scanning tens of MHz.

[0027] ? quindi possibile un imaging pi? efficiente, in particolare, nel caso di fenomeni in rapida evoluzione. Per esempio, l'elevata velocit? di scansione consente nuove applicazioni come il monitoraggio dell'elasticit? delle pareti delle arterie coronarie durante il battito cardiaco, e ci? costituisce un avanzamento fondamentale per verificare il corretto posizionamento degli stent coronarici dopo la loro applicazione. [0027] ? therefore possible an imaging more? efficient, in particular, in the case of rapidly evolving phenomena. For example, the high speed? of scanning allows new applications such as the monitoring of the elasticity? of the walls of the coronary arteries during the heartbeat, and what? it constitutes a fundamental advance to verify the correct positioning of the coronary stents after their application.

[0028] In secondo luogo, al funzionamento del sistema di orientamento dei raggi luminosi proposto dall'invenzione non sono associate vibrazioni, e ci? aumenta il rapporto segnale-rumore disponibile migliorando quindi l'affidabilit? e la sensibilit? fino a livelli di prestazioni impossibili da raggiungere con i sistemi OCT di tipo noto. [0028] Secondly, no vibrations are associated with the operation of the light beam orientation system proposed by the invention, and this? increases the available signal-to-noise ratio thus improving the reliability? and the sensitivity? up to performance levels impossible to achieve with known OCT systems.

[0029] In terzo luogo, la maggiore velocit? di scansione limita l'effetto dei movimenti dei tessuti, portando quindi a una maggiore precisione dell'immagine finale. [0029] Thirdly, the higher speed? of scanning limits the effect of tissue movements, therefore leading to a greater accuracy of the final image.

[0030] In quarto luogo, il dispositivo di orientamento dei raggi luminosi ? pi? semplice da costruire, e ha meno probabilit? di guastarsi rispetto ai tradizionali dispositivi di orientamento dei raggi ad azionamento meccanico, che comprendono parti mobili molto piccole. Pertanto, si possono drasticamente ridurre i costi di manutenzione e, in prospettiva, di investimento. [0030] Fourthly, the light beam orientation device ? more simple to build, and is less likely to to fail compared to traditional mechanically operated beam steering devices, which include very small moving parts. Therefore, maintenance costs and, ultimately, investment costs can be drastically reduced.

[0031] In questo modo, la scansione radiale diventa la scansione pi? rapida tra la scansione in lunghezza d?onda, la scansione radiale e la scansione della traslazione a ritroso. Pertanto, la velocit? con cui si generano le sezioni trasversali 2D ? limitata dalla frequenza di scansione in lunghezza d?onda anzich? dalla scansione radiale, e ci? comporta una velocit? di generazione delle sezioni trasversali mai raggiunte in precedenza. [0031] In this way, the radial scan becomes the scan more? between wavelength scan, radial scan and backward translation scan. Therefore, the speed with which the 2D cross sections are generated? limited by the scanning frequency in? wavelength instead? from the radial scan, and there? does it involve a speed? generation of cross-sections never before achieved.

[0032] In un altro aspetto dell'invenzione, la sorgente di raggi luminosi ? configurata per emettere un raggio luminoso gaussiano, ed ? previsto un generatore di modo di momento angolare orbitale configurato per trasformare il raggio luminoso in un raggio di luce in modalit? vorticosa avente un'fronte d?onda elicoidale, in modo tale che i raggi luminosi orientati siano anch?essi raggi luminosi orientati di luce in modalit? vorticosa, e il dispositivo di deflessione dei raggi sia configurato per deviare i raggi di luce in modalit? vorticosa nei rispettivi raggi luminosi orientati che sono anch?essi raggi di luce in modalit? vorticosa. [0032] In another aspect of the invention, the source of light rays configured to emit a Gaussian light beam, and ? provided an orbital angular momentum mode generator configured to transform the light beam into a mode light beam? whirling having a helical wave front, such that the oriented light rays are also oriented light rays of light in a helical mode. whirling, and the beam deflector is configured to deflect the light beams swirling in their respective oriented light rays which are also rays of light in mode? swirling.

[0033] In questo modo, utilizzando i modi vorticosi di momento angolare orbitale di luce, la profondit? di penetrazione massima dell'apparato OCT pu? essere aumentata fino a superare del 40% i sistemi OCT che usano raggi gaussiani convenzionali. In un apparato OCT secondo l'invenzione sono quindi possibili valori di penetrazione assiale fino a 2,1 mm. Ci? ? particolarmente importante nei sistemi SS-OCT che, tra le varie alternative, offrono la massima sensibilit? per le applicazioni IV. [0033] In this way, using the vortex modes of orbital angular momentum of light, the depth? of maximum penetration of the OCT apparatus pu? be increased to outperform OCT systems using conventional Gaussian beams by 40%. In an OCT apparatus according to the invention, axial penetration values of up to 2.1 mm are therefore possible. There? ? particularly important in SS-OCT systems which, among the various alternatives, offer maximum sensitivity? for IV applications.

[0034] Come noto, un raggio di luce pu? propagarsi in modalit? vorticosa, cio? in modo tale che il suo fronte d'onda non sia una figura piana, come nel caso di un raggio gaussiano convenzionale, ma abbia la forma di un?elica singola o multipla. Wang, W.B. et al., Complex Light and Optical Forces X, 976410 (2016); Optics letters 41, n. 9 (2016), pagine 2069-2072, nonch? Cochenour et al., Applied optics 55, n. 31 (2016): C34-C38 rivelano che la luce con un certo momento angolare orbitale (OAM) ? meno incline a essere dispersa rispetto ai raggi gaussiani, e che la trasmissione di raggi vorticosi nei mezzi torbidi aumenta all?aumentare dell'ordine (L) dell'OAM, e ci? incrementa la profondit? di penetrazione massima. Come mostrato da C. Brunet e L.A. Rusch, Opt. Fibre Techn. 35, 2-7 (2017), i modi che supportano OAM possono propagarsi, come combinazioni lineari di modi propri del mezzo, in fibre ottiche multimodali (MMF), che sostanzialmente hanno un nucleo che promuove la separazione tra i modi OAM e quindi la loro stabilit? durante la propagazione. [0034] As known, a ray of light can propagate in mode? swirling, what? in such a way that its wavefront is not a plane figure, as in the case of a conventional Gaussian beam, but has the shape of a single or multiple helix. Wang, W.B. et al., Complex Light and Optical Forces X, 976410 (2016); Optics letters 41, no. 9 (2016), pages 2069-2072, as well as? Cochenour et al., Applied optics 55, no. 31 (2016): C34-C38 reveal that light with a certain orbital angular momentum (OAM) ? less inclined to be scattered with respect to the Gaussian rays, and that the transmission of whirling rays in the turbid media increases as the order (L) of the OAM increases, and this? does it increase the depth? of maximum penetration. As shown by C. Brunet and L.A. Rusch, Opt. Techn. fibers 35, 2-7 (2017), the modes that support OAM can propagate, as linear combinations of modes proper to the medium, in multimode optical fibers (MMF), which substantially have a core that promotes the separation between the OAM modes and therefore the their stability? during propagation.

[0035] Il cavo ottico, e gli eventuali elementi di guida ottica in esso contenuti, possono consistere di fibre ottiche multimodali standard (MMF), che hanno dimostrato di supportare i modi OAM. In particolare, i modi che supportano i modi OAM possono propagarsi lungo le fibre ottiche multimodali come combinazioni lineari di modi propri del mezzo. In alternativa, ? possibile utilizzare fibre ottiche multimodali speciali pi? avanzate come fibre di vortice con anello ad alto indice di rifrazione, fibre multi-ring multi-OAM, fibre a cristallo fotonico, fibre OAM supermodali, fibre di tipo graded-index con indice di rifrazione con andamento parabolico inverso, in grado di supportare i modi OAM per raggiungere distanze di propagazione dell?ordine del km con notevole stabilit?. Fondamentalmente, tutti questi schemi di fibre prevedono un nucleo che promuove la separazione tra i modi OAM e quindi promuove la loro stabilit? durante la propagazione. In particolare, la MMF a gradino ne limita la degenerazione, mostrando un migliore isolamento delle famiglie di modi con gli stessi valori di momento angolare orbitale. [0035] The optical cable, and any optical guide elements contained therein, may consist of standard multimode optical fibers (MMF), which have been shown to support OAM modes. In particular, modes supporting OAM modes can propagate along multimode optical fibers as linear combinations of the medium's natural modes. Alternatively, ? Is it possible to use special multimode optical fibers pi? such as high refractive index ring vortex fibers, multi-OAM multi-ring fibers, photonic crystal fibers, supermode OAM fibers, graded-index refractive index fibers with inverse parabolic OAM modes to reach propagation distances of the order of km with remarkable stability. Basically, all of these fiber schemes have a core that promotes separation between OAM modes and thus promotes their stability. during propagation. In particular, the step MMF limits its degeneracy, showing a better isolation of the families of modes with the same orbital angular momentum values.

[0036] In alternativa, ? previsto un generatore di modo di momento angolare orbitale configurato per trasformare il raggio luminoso gaussiano in un raggio di luce in modalit? vorticosa avente un fronte d?onda elicoidale, e il dispositivo variatore di fase ? configurato per generare sequenzialmente dal raggio di luce in modalit? vorticosa la pluralit? di raggi luminosi campione sfasati come raggi luminosi campione sfasati di luce in modalit? vorticosa. [0036] Alternatively, ? provided an orbital angular momentum mode generator configured to transform the Gaussian light beam into a light mode beam? swirling having a helical wave front, and the phase shifter device ? configured to generate sequentially from the light beam in mode? swirling plurality? of phase-shifted sample light rays as phase-shifted sample light rays of light in mode? swirling.

[0037] La combinazione delle caratteristiche dei due aspetti dell'invenzione, vale a dire l'uso di raggi di luce OAM e di un sistema di orientamento dei raggi luminosi (OBS) ad alta velocit? privo di componenti meccanici, porta a prestazioni mai raggiunte dalla tecnica anteriore per quanto riguarda sia la velocit? di scansione, sia la profondit? di penetrazione assiale, sia la precisione. The combination of the features of the two aspects of the invention, namely the use of OAM light beams and a high speed light beam steering system (OBS) is devoid of mechanical components, leads to performances never reached by the prior art as regards both the speed? scan, both the depth? of axial penetration, and accuracy.

[0038] Preferibilmente, il dispositivo di deflessione dei raggi comprende uno specchio conico disposto in corrispondenza dell'estremit? distale coassialmente al fascio di elementi di guida ottica, lo specchio conico avendo un angolo al vertice la cui ampiezza ? scelta in base all'angolo ? formato tra la direzione del raggio luminoso risultante istantaneo e l?asse del fascio. Preferibilmente, l'ampiezza dell'angolo al vertice ? determinata dalla relazione: [0038] Preferably, the beam deflection device comprises a conical mirror arranged at the end of the beam. distal coaxially to the bundle of optical guide elements, the conical mirror having a vertex angle whose amplitude is ? choice based on the angle ? formed between the direction of the instantaneous resultant light beam and the beam axis. Preferably, the amplitude of the vertex angle ? determined by the relationship:

? = ?/2+ ?/4. ? = ?/2+ ?/4.

In questo modo, il raggio risultante istantaneo colpisce lo specchio conico su una pluralit? di punti formando una traiettoria circolare, che viene percorsa con un periodo pari a detto tempo di scansione radiale. Pertanto, i raggi di luce retrodiffusa seguono gli stessi percorsi ottici dei rispettivi raggi luminosi orientati in risposta ai quali i raggi di luce retrodiffusa vengono emessi in corrispondenza dei settori-obiettivo, nella direzione opposta dai settoriobiettivo all'estremit? distale. In this way, the instantaneous resultant beam hits the conical mirror on a plurality of angles. of points forming a circular trajectory, which is covered with a period equal to said radial scan time. Thus, the backscattered light rays follow the same optical paths as the respective oriented light rays in response to which the backscattered light rays are emitted at the target sectors, in the opposite direction from the target sectors at the extreme. distal.

[0039] In particolare, il dispositivo variatore di fase comprende: [0039] In particular, the phase shifter device comprises:

- un dispositivo ripartitore ottico di potenza configurato per ripartire il raggio luminoso in una pluralit? di sue repliche; - an optical power splitter device configured to split the light beam into a plurality? of his replies;

- un array di moduli variatori di fase comprendente una pluralit? di moduli variatori di fase ottici, cio? modulatori di fase, ciascuno disposto per ricevere una rispettiva replica di dette repliche, e configurato per trasformare la replica in un raggio luminoso sfasato di detti raggi luminosi sfasati. - an array of phase shifter modules comprising a plurality? of optical phase shifter modules, the cio? phase modulators, each arranged to receive a respective replica of said replicas, and configured to transform the replica into a phase-shifted light beam of said phase-shifted light beams.

[0040] Vantaggiosamente, il dispositivo variatore di fase comprende un circuito fotonico integrato comprendente, come moduli variatori di fase ottici, elementi di guida ottica drogati integrati, gli elementi di guida ottica drogati essendo configurati per ricevere una tensione in modo tale da modificare un proprio indice di rifrazione di conseguenza. L'affidabilit? dell'apparato viene in tal modo rafforzata, grazie all'eccellente stabilit? della fase ottica garantita dall'integrazione fotonica. [0040] Advantageously, the phase shifter device comprises an integrated photonic circuit comprising, as optical phase shifter modules, integrated doped optical guide elements, the doped optical guide elements being configured to receive a voltage in such a way as to modify its own refractive index accordingly. The reliability? of the apparatus is thus strengthened, thanks to the excellent stability? of the optical phase guaranteed by the photon integration.

[0041] Preferibilmente, ? previsto un dispositivo di accoppiamento disposto per dirigere i raggi luminosi sfasati in predeterminati rispettivi elementi di guida ottica del fascio, in cui il dispositivo di accoppiamento ? scelto tra: [0041] Preferably, ? provided is a coupling device arranged to direct the phase-shifted light rays into predetermined respective optical beam guide elements, wherein the coupling device is chosen between:

- una pluralit? di accoppiatori a griglia che connettono con una modalit? di accoppiamento efficiente il dispositivo di orientamento dei raggi luminosi con ciascuno degli elementi di guida ottica; - a plurality? of couplers to the grid that connect with a modality? efficiently coupling the light beam directing device with each of the optical guide elements;

- una pluralit? di emettitori di bordo con profilo conico, in modo da implementare una modalit? di accoppiamento efficiente da ciascun raggio luminoso campione sfasato fornito dal dispositivo di orientamento dei raggi luminosi, e la modalit? supportata da ciascuno degli elementi di guida ottica. - a plurality? of edge emitters with a conical profile, in order to implement a modality? of efficient coupling from each phase-shifted sample light beam provided by the light beam steering device, and the mode? supported by each of the optical guide elements.

[0042] Vantaggiosamente, gli elementi di guida ottica integrati sono implementati come giunzioni p-n drogate rapide. Ci? permette, assieme ai vantaggi dovuti all'assenza di vibrazioni meccaniche, di aumentare la velocit? di scansione di diversi ordini di grandezza. In particolare, la giunzione p-n pu? funzionare con polarizzazione inversa. In questo caso, la soluzione pu? consentire un incremento di velocit? fino all?ordine dei GHz. [0042] Advantageously, the integrated optical guide elements are implemented as fast doped p-n junctions. There? allows, together with the advantages due to the absence of mechanical vibrations, to increase the speed? scans of several orders of magnitude. In particular, the p-n junction pu? operate with reverse bias. In this case, the solution can? allow an increase in speed? up to the order of GHz.

[0043] Tuttavia, il dispositivo di accoppiamento pu? comprendere una coppia fotonica ad hoc di qualsiasi tipo, a condizione che sia configurato per convertire opportunamente la modalit? che si propaga nella guida d'onda integrata nella modalit? supportata dagli elementi di guida ottica. [0043] However, the coupling device can include an ad hoc photon pair of any type, provided it is configured to properly convert the mode? that propagates in the waveguide integrated in the modality? supported by the optical guide elements.

[0044] In alternativa, ciascuno di detti moduli variatori di fase ottici pu? includere una porzione di guida ottica drogata di un rispettivo elemento di guida ottica, la porzione di guida ottica drogata essendo configurata per ricevere una tensione e per modificare un proprio indice di rifrazione di conseguenza. In altre parole, nell'estremit? del catetere ? incluso un optical phased array, i cui emettitori sono le estremit? degli elementi di guida del fascio. In questo caso, per realizzare la scansione radiale senza usare parti in movimento, l'apparato include una funzione di orientamento dei raggi luminosi basata su un optical phased array. [0044] Alternatively, each of said optical phase shifter modules can including a doped optical guide portion of a respective optical guide element, the doped optical guide portion being configured to receive a voltage and to change its refractive index accordingly. In other words, in the extremity? of the catheter ? including an optical phased array, whose emitters are the extremities? of the beam guide elements. In this case, to perform radial scanning without using moving parts, the apparatus includes a light beam orientation function based on an optical phased array.

[0045] Come noto, un phased array ? un array di antenne scansionate elettronicamente in fase in modo tale da creare un raggio RF che pu? essere guidato elettronicamente in direzioni diverse senza spostare le antenne. Negli ultimi decenni sono stati sviluppati anche optical phased array per applicazioni come la rilevazione ottica e i laser ad alta potenza. L'uso di accoppiatori a griglia con guida d'onda integrata e di un array 2-D di elementi variatore di fase a cristalli liquidi ha ridotto notevolmente il passo tra i variatori di fase. Pi? di recente, sofisticate soluzioni nanotecnologiche CMOS-compatibili hanno permesso di realizzare un numero molto elevato di emettitori con elevata densit? spaziale. Tuttavia, per applicazioni come l'IV-OCT, in cui una sonda di spessore sub-millimetrico deve fornire / raccogliere la luce fino all'estremit? / dall'estremit? del catetere lungo i vasi sanguigni per circa 2 metri, potrebbe essere pi? conveniente utilizzare fibre o fasci di fibre come emettitori del phased array. [0045] As known, a phased array ? an array of electronically phased scanned antennas to create an RF beam that can be steered electronically in different directions without moving the antennas. Optical phased arrays have also been developed in recent decades for applications such as optical sensing and high-power lasers. The use of integrated waveguide grid couplers and a 2-D array of liquid crystal phase shifter elements has greatly reduced the step between the phase shifters. Pi? Recently, sophisticated CMOS-compatible nanotechnological solutions have made it possible to create a very large number of emitters with high density? space. However, for applications such as IV-OCT, where a sub-millimeter thick probe needs to deliver/collect light to the very tip, / from the end? of the catheter along the blood vessels for about 2 meters, could it be more? convenient to use fibers or fiber bundles as phased array emitters.

[0046] In una forma realizzativa preferita, l'apparato diagnostico ? un apparato SS-OCT, cio? un apparato in cui la sorgente di raggi luminosi ? una sorgente a onda continua con scansione della lunghezza d'onda. [0046] In a preferred embodiment, the diagnostic apparatus is an SS-OCT apparatus, that is? an apparatus in which the source of light rays is a continuous wave source with wavelength scanning.

[0047] La tipica velocit? di scansione di una CW-SS ? compresa nell'intervallo 20-50 KHz, mentre la velocit? di scansione di un tipico specchio rotante ? alcune centinaia di Hertz. Pertanto, le soluzioni IV-OCT tradizionali basate su uno specchio mobile presentano velocit? di scansione radiale dell?ordine di centinaia di Hertz. Al contrario, nella presente invenzione la velocit? di scansione radiale pu? raggiungere valori compresi tra 10 e 25 MHz, che possono essere ottenuti se i variatori di fase sono basati su giunzioni p-n drogate. In questo modo, come nella maggior parte degli apparati commerciali, il sistema raccoglier? centinaia di linee assiali per sezione trasversale, ma a una velocit? che, a differenza degli apparati convenzionali, ? controllata dalla velocit? di scansione CW-SS anzich? dalla velocit? di scansione radiale, pertanto ? possibile raggiungere una velocit? di scansione radiale nell'ordine delle decine di KHz. [0047] The typical speed? to scan a CW-SS ? included in the range 20-50 KHz, while the speed? scan rate of a typical rotating mirror ? a few hundred Hertz. Therefore, traditional IV-OCT solutions based on a moving mirror are faster than ever. of radial scanning of the order of hundreds of Hertz. On the contrary, in the present invention the speed? radial scan can? reach values between 10 and 25 MHz, which can be obtained if the phase shifters are based on doped p-n junctions. In this way, as in most commercial devices, the system will collect hundreds of axis lines per cross section, but at a speed? which, unlike conventional devices, is speed controlled scan CW-SS instead? from the speed? radial scan, therefore ? is it possible to reach a speed? radial scanning in the order of tens of KHz.

[0048] Vantaggiosamente, il cavo ottico include una fibra avente un profilo di indice di rifrazione configurato per consentire la propagazione di modi con momento angolare orbitale. A tal fine, in particolare, la fibra ? scelta tra: [0048] Advantageously, the optical cable includes a fiber having a refractive index profile configured to allow the propagation of modes with orbital angular momentum. To this end, in particular, the fiber ? choice between:

- una fibra multi-ring multi-OAM-mode; - a multi-OAM-mode multi-ring fiber;

- una fibra a cristallo fotonico; - a photonic crystal fiber;

- una fibra OAM supermodale; - a supermode OAM fiber;

- una fibra air-core; - an air-core fiber;

- una fibra di tipo graded-index con indice di rifrazione con andamento parabolico inverso. - a graded-index type fiber with refractive index with inverse parabolic trend.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

[0049] L'invenzione verr? ora mostrata con la seguente descrizione di sue forme realizzative particolari, esemplificative ma non limitative, con riferimento ai disegni allegati in cui: [0049] Will the invention come now shown with the following description of its particular embodiments, exemplifying but not limiting, with reference to the attached drawings in which:

? le figure 1A e 1B mostrano schematicamente un apparato IV-OCT convenzionale; ? Figures 1A and 1B schematically show a conventional IV-OCT apparatus;

? la figura 1C ? uno schema di flusso che mostra come i dati vengono elaborati in un apparato IV-OCT convenzionale per produrre un'immagine 3D OCT di una porzione di interesse di un vaso sanguigno; ? figure 1C ? a flow chart showing how data is processed in a conventional IV-OCT apparatus to produce a 3D OCT image of a portion of a blood vessel of interest;

? la figura 2A ? uno schema a blocchi di un apparato IV-OCT secondo un aspetto dell'invenzione, in cui per attuare la scansione radiale si utilizza un sistema OBS ad alta velocit? privo di componenti meccanici, in cui un dispositivo di orientamento dei raggi comprende un dispositivo variatore di fase e un dispositivo di deflessione dei raggi; ? figure 2A ? is a block diagram of an IV-OCT apparatus according to an aspect of the invention, in which a high-speed OBS system is used to implement radial scanning. free of mechanical components, wherein a beam directing device comprises a phase shifter device and a beam deflection device;

? la figura 2B ? una vista schematica in sezione trasversale di un dispositivo di deflessione dei raggi dell'apparato di figura 2A e del lume di un paziente all'interno del quale ? posizionato il dispositivo di deflessione dei raggi; ? figure 2B ? a schematic cross-sectional view of a beam deflecting device of the apparatus of FIG. 2A and a patient's lumen within which ? positioned the beam deflection device;

? la figura 2C ? uno schema a blocchi che mostra come vengono elaborati i dati nell'apparato IV-OCT delle figure 2A e 2B per ottenere un'immagine OCT di una porzione di interesse di un vaso sanguigno; ? figure 2C ? a block diagram showing how data is processed in the IV-OCT apparatus of Figures 2A and 2B to obtain an OCT image of a portion of a blood vessel of interest;

? la figura 2D ? un diagramma di flusso dei mezzi di acquisizione ed elaborazione dell'apparato di figura 2A; ? the 2D figure ? a flow diagram of the acquisition and processing means of the apparatus of figure 2A;

? la figura 3A ? uno schema a blocchi di un apparato IV-OCT secondo un altro aspetto dell'invenzione, in cui ? previsto un generatore di modo di momento angolare orbitale per trasformare un raggio luminoso in un raggio di luce in modalit? vorticosa; ? figure 3A ? a block diagram of an IV-OCT apparatus according to another aspect of the invention, in which ? Is there an orbital angular momentum mode generator to transform a light beam into a mode light beam? swirling;

? la figura 3B ? una vista schematica in sezione trasversale di un dispositivo di deflessione dei raggi dell'apparato di figura 3A e del lume di un paziente all'interno del quale ? posizionato il dispositivo di deflessione dei raggi. ? figure 3B ? a schematic cross-sectional view of a beam deflecting device of the apparatus of FIG. 3A and a patient's lumen within which ? positioned the beam deflection device.

? la figura 4A ? uno schema a blocchi di un apparato IV-OCT, comprendente le caratteristiche di entrambi gli aspetti delle figure 2 e 3, in cui il generatore di modo di momento angolare orbitale ? disposto a valle del dispositivo variatore di fase, per trattare una pluralit? di raggi luminosi gaussiani con differenza di fase uno rispetto all?altro; ? figure 4A ? a block diagram of an IV-OCT apparatus, including features of both aspects of figures 2 and 3, in which the orbital angular momentum mode generator ? disposed downstream of the phase shifter device, to treat a plurality? of Gaussian light rays with phase difference with respect to each other;

? La figura 4B illustra le caratteristiche dell'apparato di figura 4A corrispondenti alle caratteristiche mostrate in figura 2B, per l'apparato di figura 2. ? Figure 4B illustrates the characteristics of the apparatus of figure 4A corresponding to the characteristics shown in figure 2B, for the apparatus of figure 2.

? la figura 5A ? uno schema a blocchi di un apparato IV-OCT che include le caratteristiche di entrambi gli aspetti delle figure 2 e 3, in cui il generatore di modo di momento angolare orbitale ? disposto a monte del dispositivo variatore di fase, per trattare un raggio luminoso gaussiano emesso da una sorgente di raggi luminosi; ? figure 5A ? a block diagram of an IV-OCT apparatus including features of both aspects of figures 2 and 3, in which the orbital angular momentum mode generator ? arranged upstream of the phase shifting device, for treating a Gaussian light beam emitted by a light ray source;

? La figura 5B illustra le caratteristiche dell'apparato di figura 5A corrispondenti alle caratteristiche mostrate in figura 2B, rispettivamente, per l'apparato di figura 2A. ? Figure 5B illustrates the characteristics of the apparatus of Figure 5A corresponding to the characteristics shown in Figure 2B, respectively, for the apparatus of Figure 2A.

? la figura 6A ? uno schema a blocchi di un apparato IV-OCT comprendente le caratteristiche dell'apparato di figura 2, in cui il dispositivo di deflessione dei raggi comprende uno specchio conico; ? figure 6A ? a block diagram of an IV-OCT apparatus comprising the characteristics of the apparatus of figure 2, in which the beam deflection device comprises a conical mirror;

? La figura 6B illustra le caratteristiche dell'apparato di figura 6A corrispondenti alle caratteristiche mostrate in figura 2B, rispettivamente, per l'apparato di figura 2A. ? Figure 6B illustrates the characteristics of the apparatus of Figure 6A corresponding to the characteristics shown in Figure 2B, respectively, for the apparatus of Figure 2A.

? la figura 7A ? uno schema a blocchi di un apparato IV-OCT avente le caratteristiche dell'apparato di figura 2, in cui il dispositivo variatore di fase comprende tra le altre cose un array di moduli variatori di fase, in cui il dispositivo variatore di fase ? implementato da un circuito fotonico integrato utilizzato per controllare l?orientamento del raggio; ? figure 7A ? a block diagram of an IV-OCT apparatus having the characteristics of the apparatus of figure 2, wherein the phase shifter device comprises, among other things, an array of phase shifter modules, wherein the phase shifter device ? implemented by an integrated photonic circuit used to control beam orientation;

? Le figure 7B illustrano le caratteristiche dell'apparato di figura 7A corrispondenti alle caratteristiche mostrate in figura 2B, rispettivamente, per l'apparato di figura 2A; ? Figures 7B illustrate the characteristics of the apparatus of Figure 7A corresponding to the characteristics shown in Figure 2B, respectively, for the apparatus of Figure 2A;

? la figura 8A ? uno schema a blocchi di un apparato IV-OCT avente le caratteristiche dell'apparato di figura 2, in cui il dispositivo variatore di fase comprende tra le altre cose un array di moduli variatori di fase, in cui il dispositivo variatore di fase include anche una pluralit? di accoppiatori a griglia ciascuno comprendente una micro-lente terminale per collimare i rispettivi raggi luminosi sfasati; ? figure 8A ? a block diagram of an IV-OCT apparatus having the characteristics of the apparatus of Figure 2, wherein the phase shifter device comprises among other things an array of phase shifter modules, wherein the phase shifter device also includes a plurality? of grid couplers each comprising an end micro-lens for collimating the respective phase-shifted light beams;

? La figura 8B illustra le caratteristiche dell'apparato di figura 8A corrispondenti alle caratteristiche mostrate nelle figure 2B, rispettivamente, per l'apparato di figura 2A; ? Figure 8B illustrates the characteristics of the apparatus of Figure 8A corresponding to the characteristics shown in Figures 2B, respectively, for the apparatus of Figure 2A;

? figura 9A ? uno schema a blocchi di una forma realizzativa di UN apparato come in figura 8A, comprendente inoltre un generatore di modo di momento angolare orbitale. ? figure 9A ? a block diagram of an embodiment of an apparatus as in Fig. 8A , further including an orbital angular momentum mode generator.

? La figura 9B illustra le caratteristiche dell'apparato di figura 8A corrispondenti alle caratteristiche mostrate in figura 2B, rispettivamente, per l'apparato di figura 2A. ? Figure 9B illustrates the characteristics of the apparatus of Figure 8A corresponding to the characteristics shown in Figure 2B, respectively, for the apparatus of Figure 2A.

Descrizione dettagliata dell?invenzione Detailed description of the invention

[0050] Con riferimento alle figure da 2A a 3B si descrivono gli apparati 102 e 103 per tomografia ottica a coerenza di fase (OCT), secondo aspetti distinti dell'invenzione. [0050] With reference to figures 2A to 3B, the apparatuses 102 and 103 for optical coherence tomography (OCT) are described, according to distinct aspects of the invention.

[0051] Gli apparati OCT 102 e 103 comprendono una sorgente 10 di raggi luminosi configurata per emettere un raggio luminoso principale 11. Preferibilmente, ? previsto un dispositivo ripartitore 21 per ripartire il raggio luminoso principale 11 in un raggio luminoso campione 12 e in un raggio luminoso di riferimento 18, da utilizzare per la rilevazione coerente del segnale OCT, come descritto nel seguito. [0051] The OCT apparatuses 102 and 103 comprise a source 10 of light beams configured to emit a main light beam 11. Preferably, ? a splitting device 21 is provided for splitting the main light beam 11 into a sample light beam 12 and a reference light beam 18, to be used for the coherent detection of the OCT signal, as described below.

[0052] Nella descrizione, si far? riferimento ad apparati configurati per eseguire una scansione 3D di una porzione 8 del lume corporeo 1 di un paziente, ovvero per eseguire una scansione 3D di una parete del lume corporeo 1. In particolare, gli apparati sono adatti per applicazioni intra-vascolari (IV-OCT). Tuttavia, l'invenzione non ? limitata alle applicazioni IV-OCT, e pu? essere utilizzata per costruire immagini tomografiche di tessuti del corpo di un paziente in generale. [0052] In the description, it will be done? reference to apparatuses configured to perform a 3D scan of a portion 8 of the body lumen 1 of a patient, or to perform a 3D scan of a wall of the body lumen 1. In particular, the apparatuses are suitable for intra-vascular applications (IV- OCT). However, the invention is not limited to IV-OCT applications, and pu? be used to construct tomographic images of body tissues of a patient in general.

[0053] A tale scopo, gli apparati 102 e 103 comprendono un cavo ottico 40, associato a un catetere ottico configurato per essere spostato da un sito di ingresso vascolare attraverso un percorso intravascolare, non mostrato, fino a che un'estremit? distale 49 del cavo ottico 40 non raggiunge una regione-obiettivo 2l del lume del corpo del paziente 1. In corrispondenza dell'estremit? distale 49 ? disposta una sonda ottica 60, che ? otticamente collegata alla sorgente ottica 10 per portare della luce 14j ottenuta dal raggio luminoso principale 11, per esempio dal raggio luminoso campione 12, alla regione-obiettivo 2l. [0053] To this end, the apparatuses 102 and 103 comprise an optical cable 40, associated with an optical catheter configured to be moved from a vascular entry site through an intravascular route, not shown, until an end distal 49 of the optical cable 40 does not reach an objective region 21 of the lumen of the patient's body 1. At the extremity? distal 49 ? placed an optical probe 60, which ? optically connected to the optical source 10 to bring light 14j obtained from the main light beam 11, for example from the sample light beam 12, to the target region 21.

[0054] Come i dispositivi della tecnica anteriore mostrati schematicamente nelle figure 1A-B, la sorgente 10 di raggi luminosi degli apparati 102 e 103 ? configurata per eseguire, in modo convenzionale, una scansione 9? della lunghezza d'onda della luce, al fine di ottenere una data risoluzione assiale della parete del lume del corpo 1 quando la luce 14j vene rilasciata nella regione-obiettivo 2l. [0054] Like the prior art devices shown schematically in Figures 1A-B, the light ray source 10 of the apparatuses 102 and 103 ? configured to perform a conventional scan 9? of the wavelength of the light, in order to obtain a given axial resolution of the wall of the lumen of the body 1 when the light 14j is released into the target region 21.

[0055] Inoltre, per eseguire la scansione della parete, gli apparati 102 e 103 sono configurati anche per far s? che la sonda ottica 60 esegua una scansione radiale 9? di 360? (scansione B) della parete del lume 1 del corpo del paziente nella regione-obiettivo 2l in un tempo di scansione radiale T prestabilito, in modo da consentire una visualizzazione 2D in corrispondenza della regioneobiettivo 2l. A tale scopo, la sonda ottica 60 include un dispositivo di deflessione 70,70? dei raggi disposto in corrispondenza dell'estremit? distale 49 del cavo ottico 40, in modo da poter ricevere la luce 13j,13? dal cavo ottico 40. Il dispositivo di deflessione 70,70? dei raggi ? configurato per deviare in sequenza la luce ricevuta 13j,13? ottenendo i raggi luminosi orientati 141, 142, ? 14j, ? 14M nei rispettivi istanti tj del tempo di scansione radiale T (tM = T). I raggi luminosi orientati 14j sono orientati secondo rispettivi predeterminati angoli di rotazione ?1, ?2, ? ?j, ? ?M dei raggi rispetto a una posizione di riferimento angolare ?0 solidale con il cavo ottico 40. Pertanto, durante il tempo di scansione radiale T, i raggi luminosi 14j vengono inviati attraverso il dispositivo di riflessione 70,70? dei raggi ai rispettivi settori-obiettivo 2j,l della regione-obiettivo 2l distanziati angolarmente degli angoli di rotazione ?j dei raggi da una posizione di riferimento corrispondente a detta posizione di riferimento angolare ?0. [0055] Furthermore, in order to scan the wall, the apparatuses 102 and 103 are also configured to let s? that the optical probe 60 performs a radial scan 9? of 360? (scan B) of the lumen wall 1 of the patient's body in the target region 21 at a predetermined radial scan time T, so as to allow a 2D visualization at the target region 21. For this purpose, the optical probe 60 includes a deflection device 70,70? of the spokes placed at the extremity? distal 49 of the optical cable 40, so as to be able to receive the light 13j,13? from the optical cable 40. The deflection device 70,70? of the rays? configured to sequentially divert received light 13j,13? obtaining the oriented light rays 141, 142, ? 14j, ? 14M in the respective instants tj of the radial scan time T (tM = T). The oriented light rays 14j are oriented according to respective predetermined angles of rotation ?1, ?2, ? ?j, ? ?M of the rays with respect to an angular reference position ?0 integral with the optical cable 40. Therefore, during the radial scanning time T, the light rays 14j are sent through the reflection device 70,70? of the beams to the respective target sectors 2j,l of the target region 2l spaced angularly by the angles of rotation ?j of the beams from a reference position corresponding to said angular reference position ?0.

[0056] Inoltre, gli apparati 102 e 103 sono configurati per eseguire in modo convenzionale anche una traslazione a ritroso 9z concomitante della sonda 60 lungo il lume del corpo 1, al fine di generare un insieme di dati volumetrici 3D. [0056] Furthermore, the apparatuses 102 and 103 are configured to also conventionally perform a concomitant backward translation 9z of the probe 60 along the lumen of the body 1, in order to generate a set of 3D volumetric data.

[0057] Il dispositivo di deflessione 70,70? dei raggi della sonda ottica 60 ? anche configurato per raccogliere raggi 161, 162, ? 16j, ? 16M di luce retrodiffusa riflessi dai settori-obiettivo 21,l, 22,l, ? 2j,l, ? 2M,l, rispettivamente, quando questi ultimi sono colpiti dal raggio luminoso orientato 14j, ed ? configurato per deviare i raggi 16j di luce retrodiffusa indietro attraverso l'estremit? distale 49 e il cavo ottico 40 verso l'estremit? prossimale 41, come raggi di luce retrodiffusa deviati 17j o direttamente in un raggio di luce retrodiffusa deflesso 17 negli apparati 102,103, rispettivamente, come descritto nel seguito. [0057] The deflection device 70.70? of the rays of the optical probe 60 ? also configured to collect beams 161, 162, ? 16j, ? 16M of backscattered light reflected by objective sectors 21,l, 22,l, ? 2j,l, ? 2M,l, respectively, when the latter are struck by the oriented light beam 14j, and ? configured to deflect the 16j beams of backscattered light back through the tip? distal 49 and the optical cable 40 towards the end? proximal 41, as deflected backscattered light beams 17j or directly into a deflected backscattered light beam 17 in apparatuses 102,103, respectively, as described below.

[0058] Gli apparati OCT 102 e 103 includono anche un fotorivelatore bilanciato 29 disposto per ricevere il raggio 17 di luce retrodiffusa e per confrontare interferometricamente quest'ultimo con il raggio luminoso principale 11 o, in particolare, con il raggio luminoso di riferimento 18. Inoltre, il fotorivelatore 29 ? configurato per generare un segnale interferometrico 19 in base a questo confronto. Sono previsti mezzi di acquisizione ed elaborazione 90 configurati per ricevere il segnale interferometrico 19 dal fotorivelatore bilanciato 29 e per ricostruire immagini 98l, l = 1 ? S di sezioni trasversali della regione-obiettivo 2l e, partendo da queste, ricostruire l'immagine 3D 99 della porzione di interesse 8. [0058] The OCT apparatuses 102 and 103 also include a balanced photodetector 29 arranged to receive the backscattered light beam 17 and to compare it interferometrically with the main light beam 11 or, in particular, with the reference light beam 18. Furthermore, the photodetector 29 ? configured to generate an interferometric signal 19 based on this comparison. Acquisition and processing means 90 are provided configured to receive the interferometric signal 19 from the balanced photodetector 29 and to reconstruct images 98l, l = 1 ? S of cross sections of the target region 2l and, starting from these, reconstruct the 3D image 99 of the portion of interest 8.

[0059] Come mostrato in figura 2C, i mezzi di acquisizione ed elaborazione 90 di immagini comprendono preferibilmente un amplificatore 92 configurato per amplificare il segnale interferometrico 19 con basso rumore, un convertitore da analogico a digitale (ADC) 93 configurato per convertire un segnale interferometrico analogico eventualmente amplificato 19? in un segnale digitale 19", e un buffer 94 in cui il segnale digitale 19" ? memorizzato come una matrice di acquisizione Ak,j, dove k,j sono rispettivamente l'indice della lunghezza d'onda e l'indice dell'angolo. Ciascuna colonna della matrice Ak,j rappresenta l'interferogramma 95 per una lunghezza d'onda nell'intervallo di lunghezze d'onda esplorato per un rispettivo angolo radiale, cio? in corrispondenza di un rispettivo settore-obiettivo 2j,l della regione-obiettivo 2l. [0059] As shown in Figure 2C, the image acquisition and processing means 90 preferably comprise an amplifier 92 configured to amplify the interferometric signal 19 with low noise, an analog-to-digital converter (ADC) 93 configured to convert an interferometric signal analog possibly amplified 19? in a digital signal 19", and a buffer 94 in which the digital signal 19" ? stored as an acquisition matrix Ak,j, where k,j are the wavelength index and the angle index, respectively. Each column of the matrix Ak,j represents the interferogram 95 for a wavelength in the wavelength range explored for a respective radial angle, ie? at a respective target sector 2j,l of the target region 2l.

[0060] Pi? in dettaglio, i mezzi di acquisizione ed elaborazione di immagini 90 includono mezzi di calcolo FFT 96 configurati per eseguire una trasformata di Fourier dell?interferogramma 95, lungo la linea assiale 97j,l per un dato angolo di rotazione ?j del raggio luminoso orientato 14. [0060] More in detail, the image acquisition and processing means 90 include FFT calculation means 96 configured to perform a Fourier transform of the interferogram 95, along the axial line 97j,l for a given angle of rotation ?j of the oriented light beam 14 .

[0061] I mezzi di acquisizione ed elaborazione 90 sono inoltre configurati per raccogliere linee assiali consecutive 97j,l, j = 1 ? M per l'intera scansione radiale di 360?, e per ricostruire la sezione trasversale 2D 98l e, attraverso un movimento di pull-back della sonda ottica 60, l'immagine 3D 99 dell'arteria 1 unendo insieme sezioni trasversali consecutive 98l, l = 1 ? S, per esempio, mediante una procedura di interpolazione elicoidale. [0061] The acquisition and processing means 90 are also configured to collect consecutive axial lines 97j,l, j = 1? M for the entire radial scan of 360?, and for reconstructing the 2D cross section 98l and, through a pull-back movement of the optical probe 60, the 3D image 99 of artery 1 by stitching together consecutive cross sections 98l, l = 1 ? S, for example, by means of a helical interpolation procedure.

[0062] Con riferimento alle figure 2A e 2B, in un primo aspetto dell'invenzione, l'apparato OCT 102 comprende un sistema di orientamento dei raggi luminosi privo di componenti meccanici e ad alta velocit? per eseguire la scansione radiale della regione-obiettivo 2l deviando la luce 13j ricevuta dal cavo ottico 40 in raggi luminosi orientati 14j nei rispettivi istanti tj del tempo di scansione radiale T, in modo tale da indirizzare i raggi luminosi orientati 14j verso i settori-obiettivo 2j, distanziati angolarmente l'uno dall'altro di angoli di rotazione relativa ?j-?j-1 dei raggi. [0062] With reference to Figures 2A and 2B, in a first aspect of the invention, the OCT apparatus 102 comprises a system for directing the light rays without mechanical components and at a high speed. to perform the radial scanning of the target region 2l by deflecting the light 13j received by the optical cable 40 into oriented light rays 14j at the respective instants tj of the radial scanning time T, so as to direct the oriented light rays 14j towards the target sectors 2j, spaced angularly apart by angles of relative rotation ?j-?j-1 of the spokes.

[0063] A tale scopo, in accordo con il primo aspetto dell'invenzione, il cavo ottico 40 comprende un fascio 43 di elementi di guida ottica 42i, per esempio fibre ottiche 42i. [0063] For this purpose, in accordance with the first aspect of the invention, the optical cable 40 comprises a bundle 43 of optical guide elements 42i, for example optical fibers 42i.

[0064] Inoltre, in accordo con il primo aspetto dell'invenzione, ? previsto un dispositivo variatore di fase 20 per generare una pluralit? di N raggi luminosi campione sfasati 12i,j, i = 1 ? N, dal raggio luminoso campione 12 a ogni istante tj del tempo di scansione radiale T. Ciascuno degli N raggi luminosi campione sfasati 12i,j ha uno sfasamento ?i,j rispetto a una fase di riferimento ?0 del raggio luminoso campione 12. Il dispositivo variatore di fase 20 e il cavo ottico 40 sono reciprocamente disposti in modo tale che ciascun raggio luminoso campione sfasato 12i,j possa essere diretto in una predeterminata rispettiva fibra ottica 42i del fascio 43. [0064] Furthermore, in accordance with the first aspect of the invention, ? provided a phase variator device 20 to generate a plurality? of N sample light rays out of phase 12i,j, i = 1 ? N, from the sample light beam 12 at each instant tj of the radial scan time T. Each of the N phase-shifted sample light beams 12i,j has a phase shift ?i,j with respect to a reference phase ?0 of the sample light beam 12. The phase shifter device 20 and the optical cable 40 are mutually arranged in such a way that each phase-shifted sample light beam 12i,j can be directed into a predetermined respective optical fiber 42i of the beam 43.

[0065] Pi? in dettaglio, il dispositivo variatore di fase 20 ? configurato per eseguire uno sfasamento del raggio luminoso campione 12 in pi? modi. In altre parole, in ogni istante tj, j = 1 ? M, del tempo di scansione radiale T, viene generata una pluralit? di N raggi luminosi campione sfasati 12i,j, i = 1 ? N con una data combinazione istantanea ?j di sfasamenti ?i,j. Pertanto, in ogni istante tj, all'estremit? distale 49 del fascio 43 vengono contemporaneamente rilasciati N raggi luminosi campione sfasati 12i con interferenza, i quali formano cos? un raggio luminoso risultante istantaneo 13j che ha un diagramma di radiazione con un lobo di intensit? principale orientato in una direzione istantanea rispetto a un asse 44 del fascio 43, la direzione istantanea dipendendo quindi dalla combinazione istantanea ?j di sfasamenti ?i,j. In un istante successivo tj+1, un successivo raggio luminoso risultante istantaneo 13j+1 ? formato da una pluralit? di N raggi luminosi campione sfasati 12i,j+1, che hanno una diversa combinazione istantanea ?j+1 di sfasamenti ?i,j+1, e cos? via, per ciascun valore j, durante il tempo di scansione radiale T. [0065] More in detail, the phase variator device 20 ? configured to perform a phase shift of the light beam sample 12 more? ways. In other words, at any instant tj, j = 1 ? M, of the radial scan time T, is generated a plurality? of N sample light rays out of phase 12i,j, i = 1 ? N with a given instantaneous combination ?j of phase shifts ?i,j. Therefore, at every instant tj, at the extremity? distal 49 of the beam 43 are simultaneously released N phase-shifted sample light rays 12i with interference, which thus form? is an instantaneous resultant light beam 13j which has a radiation pattern with an intensity lobe principal oriented in an instantaneous direction with respect to an axis 44 of the beam 43, the instantaneous direction therefore depending on the instantaneous combination ?j of phase shifts ?i,j. At a later instant tj+1, a subsequent instantaneous resultant light ray 13j+1 ? formed by a plurality of N sample light rays phase shifted 12i,j+1, which have a different instantaneous combination ?j+1 of phase shifts ?i,j+1, and cos? away, for each value j, during the radial scan time T.

[0066] Inoltre, sempre in accordo con il primo aspetto dell'invenzione, il dispositivo di deflessione dei raggi ? un dispositivo di deflessione dei raggi immobile 70, cio? ? sistemato in modo fisso nella sonda ottica 60 in corrispondenza dell'estremit? distale 49, preferibilmente in modo coassiale rispetto al fascio 43, e ha una superficie di deflessione dei raggi disposta per ricevere il corrispondente raggio luminoso risultante istantaneo 13j dall'estremit? distale 49 del cavo 40, e per deviare per riflessione il raggio luminoso risultante istantaneo 13j ottenendo il rispettivo raggio luminoso orientato 14j secondo rispettivi angoli di rotazione predeterminati ?j rispetto alla posizione di riferimento angolare ?0 solidale con il fascio 43, come mostrato in figura 2B. [0066] Furthermore, still in accordance with the first aspect of the invention, the beam deflection device ? a deflection device of the motionless rays 70, that is? ? fixedly placed in the optical probe 60 at the end? distal 49, preferably coaxially with beam 43, and has a beam deflection surface arranged to receive the corresponding instantaneous resultant light beam 13j from the distal end. distal 49 of the cable 40, and to deflect the resulting instantaneous light beam 13j by reflection, obtaining the respective oriented light beam 14j according to respective predetermined angles of rotation ?j with respect to the angular reference position ?0 integral with the beam 43, as shown in the figure 2B.

[0067] Pertanto, nel tempo di scansione radiale T, i raggi luminosi orientati 14j vengono inviati dal dispositivo di deflessione 70 dei raggi verso i rispettivi settoriobiettivo 2j,l della regione-obiettivo 2l. Sostanzialmente nello stesso tempo di scansione radiale T, i raggi di luce retrodiffusa 16j vengono deviati indietro dalla superficie di deflessione del dispositivo di deflessione fisso 70 dei raggi, formando cos? raggi di luce retrodiffusa deviati 17j che sono convogliati nuovamente fino al dispositivo variatore di fase 20 tramite rispettive fibre ottiche 47i, i = 1 ? n. [0067] Therefore, in the radial scanning time T, the oriented light rays 14j are sent by the beam deflection device 70 towards the respective target sectors 2j,l of the target region 2l. In substantially the same radial scan time T, the backscattered light rays 16j are deflected back by the deflection surface of the fixed beam deflection device 70, thereby forming deflected backscattered light rays 17j which are conveyed again to the phase shifter device 20 via respective optical fibers 47i, i = 1 ? no.

[0068] In breve, all'estremit? distale 49 del cavo ottico 40, eseguendo in modo adeguato e dinamico lo sfasamento della fase ottica ?i,j dei raggi luminosi campione sfasati uscenti 12i,j (figure 2A, 6A, 7A, 8A) o 12?i,j (figura 4A, 5A, 9A) l'uno rispetto all'altro, ? possibile ottenere una capacit? di orientamento e modellazione dei raggi luminosi risultanti istantanei 13j in modo da implementare una deflessione continua dei raggi con un angolo di deflessione specifico (per esempio 100 mrad) e una traiettoria circolare 55. [0068] In short, at the extreme? distal 49 of the optical cable 40, carrying out in an adequate and dynamic way the phase shift of the optical phase ?i,j of the outgoing phase-shifted sample light rays 12i,j (figures 2A, 6A, 7A, 8A) or 12?i,j (figure 4A , 5A, 9A) relative to each other, ? is it possible to obtain a capacity? of orientation and shaping of the resulting instantaneous light rays 13j so as to implement a continuous deflection of the rays with a specific deflection angle (e.g. 100 mrad) and a circular trajectory 55.

[0069] Inoltre, il dispositivo variatore di fase 20 ? anche configurato per riunire i raggi 17j di luce retrodiffusa in un raggio 17 di luce retrodiffusa. [0069] Furthermore, the phase variator device 20 ? also configured to combine backscattered light beams 17j into a backscattered light beam 17.

[0070] Pi? in dettaglio, i raggi 16j di luce retrodiffusa vengono deviati indietro dal dispositivo di deflessione 70 dei raggi ottenendo raggi di luce retrodiffusa deviati 17j, e quindi vengono raccolti da una parte delle fibre 47i che fanno parte del fascio 43 di fibre, il cui numero e la cui disposizione geometrica sono preferibilmente definiti mediante analisi numerica, nell'attivit? di progettazione della sonda. [0070] More in detail, the backscattered light rays 16j are deflected back by the beam deflection device 70 obtaining deflected backscattered light rays 17j, and then they are collected by a part of the fibers 47i which are part of the bundle 43 of fibers, the number of which is whose geometric arrangement are preferably defined by numerical analysis, in the activity? probe design.

[0071] Con riferimento alla figura 2C, con l'apparato secondo l'invenzione, la matrice Ak,j viene "riempita" fila per fila, cio? durante ogni fase k della scansione in lunghezza d'onda, k = 1 ? R, viene eseguita una scansione radiale completa di 360?. Pertanto, se T? ? il tempo nel quale la sorgente 10 di raggi luminosi ? impostata per eseguire una scansione in un intervallo ? della lunghezza d'onda della luce, questo ? anche il tempo richiesto per riempire la matrice Ak,j, necessario per ottenere l'immagine 98l della sezione trasversale della regione-obiettivo 2 della porzione di interesse 8 (figura 1). [0071] With reference to figure 2C, with the apparatus according to the invention, the matrix Ak,j is "filled" row by row, ie? during each phase k of the wavelength scan, k = 1 ? R, a full 360° radial scan is performed. Therefore, if T? ? the time in which the source 10 of light rays ? set to scan in an interval ? of the wavelength of light, this ? also the time required to fill the matrix Ak,j, necessary to obtain the cross-sectional image 98l of the target region 2 of the portion of interest 8 (figure 1).

[0072] Al contrario, nella tecnica convenzionale, durante il tempo T? viene eseguita una scansione in lunghezza d?onda per ciascuna posizione angolare 2j-1 prima di indagare su una successiva posizione angolare 2j, j = 1 ? M e quindi, con la stessa sorgente 10 di raggi luminosi come sopra, ? necessario un tempo MxT? per acquisire la matrice Ak,j in modo da ottenere l'immagine 98l della sezione trasversale della regione-obiettivo 2. [0072] On the contrary, in the conventional technique, during the time T? a wavelength scan is performed for each angular position 2j-1 before investigating a subsequent angular position 2j, j = 1 ? M and therefore, with the same source 10 of light rays as above, ? MxT time needed? to acquire the matrix Ak,j in order to obtain the cross-sectional image 98l of the target region 2.

[0073] Pertanto, nell'invenzione, il processo di ricostruzione dell?immagine 98l di ciascuna sezione trasversale ? molto pi? veloce rispetto ai metodi della tecnica anteriore. Per esempio, in un apparato SS-OCT convenzionale che raccoglie M = 500 profili assiali per ogni scansione radiale a 360?, attraverso una scansione angolare a 25 MHz, facilmente ottenibile con i moduli variatori di fase ottici, il tempo necessario per acquisire la matrice Ak,j sarebbe 500 volte pi? breve. Di conseguenza, considerando una sorgente a scansione di lunghezza d?onda commerciale con velocit? di scansione di 50 KHz e uno specchio rotante meccanicamente con una frequenza di 100 Hz, un tempo di acquisizione della sezione trasversale di 10 ms potrebbe essere ridotto fino a 200 ?s ricorrendo a una scansione radiale basata sullo sfasamento secondo l'invenzione. [0073] Therefore, in the invention, the image reconstruction process 981 of each cross section is ? much more faster than prior art methods. For example, in a conventional SS-OCT apparatus that collects M = 500 axial profiles for each 360° radial scan, through a 25 MHz angular scan, easily obtainable with optical phase shifters modules, the time required to acquire the matrix Ak,j would be 500 times more? brief. Consequently, considering a commercial wavelength scanning source with speed? scanning frequency of 50 KHz and a mechanically rotating mirror with a frequency of 100 Hz, a cross-section acquisition time of 10 ms could be reduced up to 200 ?s by resorting to a phase shift-based radial scanning according to the invention.

[0074] Con riferimento alle figure 3A e 3B, in un secondo aspetto dell'invenzione, l'apparato OCT 103 utilizza vantaggiosamente raggi di luce in modalit? vorticosa per migliorare la capacit? di penetrazione assiale in profondit? dell'apparato per tomografia a coerenza ottica (OCT). [0074] With reference to Figures 3A and 3B, in a second aspect of the invention, the OCT apparatus 103 advantageously uses light beams in the mode whirling to improve the ability? of axial penetration in depth? of the optical coherence tomography (OCT) apparatus.

[0075] In accordo con il secondo aspetto dell'invenzione, nell'apparato OCT 103 la sorgente 10 di raggi luminosi ? configurata per emettere un raggio luminoso principale gaussiano 11, ed ? previsto un generatore 30 di modo di momento angolare orbitale (OAM) configurato per trasformare un raggio luminoso campione gaussiano 12 derivato da esso in un raggio luminoso campione 12? di luce in modalit? vorticosa. [0075] In accordance with the second aspect of the invention, in the OCT apparatus 103 the source 10 of light rays ? configured to emit a main light beam Gaussian 11, and ? provided an orbital angular momentum mode (OAM) generator 30 configured to transform a Gaussian sample light beam 12 derived therefrom into a sample light beam 12? of light in mode? swirling.

[0076] In corrispondenza di un'estremit? della sonda ottica 60 ? previsto un dispositivo di deflessione 70? dei raggi per deviare il raggio luminoso campione 12?,13? di luce in modalit? vorticosa nei raggi luminosi orientati 14j di luce in modalit? vorticosa, in rispettivi istanti tj del tempo di scansione radiale T, vale a dire nei raggi luminosi 14j di luce in modalit? vorticosa orientati verso i settoriobiettivo 2j,l. Il dispositivo di deflessione 70? dei raggi pu? essere un dispositivo di deflessione convenzionale, come attualmente utilizzato nelle tecniche OCT, per esempio uno specchio disposto per ruotare a una velocit? di rotazione ? attorno a un proprio asse di rotazione 71, o un altro dispositivo di deflessione di tipo noto, per esempio MEMS, specchi galvanometrici o attuatori piezoelettrici. [0076] At one end? of the optical probe 60 ? expected a deflection device 70? of the rays to deflect the sample light beam 12?,13? of light in mode? swirling in light rays oriented 14j of light in mode? whirling, in respective instants tj of the radial scanning time T, ie in the light rays 14j of light in mode? swirling oriented towards the target sectors 2j,l. The deflection device 70? of the rays can? be a conventional deflection device, as currently used in OCT techniques, for example a mirror arranged to rotate at a speed? of rotation ? around its own axis of rotation 71, or another deflection device of a known type, for example MEMS, galvanometric mirrors or piezoelectric actuators.

[0077] In alcune forme realizzative che hanno le caratteristiche di entrambi gli aspetti dell'invenzione, il dispositivo di deflessione 70? dei raggi pu? essere un dispositivo di deflessione 70 dei raggi come sopra descritto con riferimento alle figure 2A e 2B. Tali forme realizzative saranno descritte pi? dettagliatamente nel seguito, con riferimento alle figure 4A-5B, 9A e 9B. [0077] In some embodiments which have features of both aspects of the invention, the deflection device 70? of the rays can? be a beam deflection device 70 as described above with reference to Figs. 2A and 2B . These embodiments will be described later in detail below, with reference to figures 4A-5B, 9A and 9B.

[0078] Sostanzialmente nello stesso tempo di scansione radiale T, i raggi 16j di luce retrodiffusa vengono deviati indietro dal dispositivo di deflessione 70? dei raggi, formando cos? un raggio 17 di luce retrodiffusa diretto verso il fotorivelatore 29 attraverso il cavo ottico 40. In substantially the same radial scan time T, the backscattered light beams 16j are deflected back by the deflection device 70? of the rays, forming cos? a beam 17 of backscattered light directed towards the photodetector 29 through the optical cable 40.

[0079] Le figure 4A e 4B si riferiscono a un apparato OCT 104 secondo una forma realizzativa dell'invenzione, in cui sono presenti sia le caratteristiche del primo aspetto (figure 2A e 2B), sia le caratteristiche del secondo aspetto (figure 3A-3B) dell'invenzione. Rispetto all'apparato OCT 102 di figura 2A, l'apparato OCT 104 comprende un generatore OAM 30 disposto a valle del dispositivo variatore di fase 20. Il generatore OAM 30 ? configurato per trasformare raggi luminosi campione sfasati 12i,j in raggi luminosi campione sfasati 12'i,j, i = 1 ? N di luce in modalit? vorticosa, in ogni istante tj, j = 1 ? M, del tempo di scansione radiale T. Pertanto, il dispositivo di deflessione 70 dei raggi orienter? i raggi luminosi campione sfasati 13'i,j di luce in modalit? vorticosa ottenendo in tal modo i rispettivi raggi luminosi orientati 14'j di luce in modalit? vorticosa, e i settori-obiettivo 2j,l della regione-obiettivo 2l saranno irradiati dai rispettivi raggi di luce in modalit? vorticosa. [0079] Figures 4A and 4B refer to an OCT apparatus 104 according to an embodiment of the invention, in which both the characteristics of the first aspect (figures 2A and 2B) and the characteristics of the second aspect (figures 3A- 3B) of the invention. With respect to the OCT apparatus 102 of figure 2A, the OCT apparatus 104 comprises an OAM generator 30 disposed downstream of the phase shifter device 20. The OAM generator 30 ? configured to transform phase-shifted sample light rays 12i,j into phase-shifted sample light rays 12'i,j, i = 1 ? N of light in mode? whirling, at every instant tj, j = 1 ? M, of the radial scan time T. Thus, the orienter beam deflection device 70? the sample light rays out of phase 13'i,j of light in mode? whirling thus obtaining the respective light rays oriented 14'j of light in modality? whirling, and the target-sectors 2j,l of the target-region 2l will be irradiated by the respective light rays in the mode? swirling.

[0080] Le figure 5A e 5B si riferiscono a un apparato OCT 105 secondo un'altra forma realizzativa dell'invenzione che include sia caratteristiche del primo aspetto (figure 2A e 2B), sia caratteristiche del secondo aspetto (figure 3A-3B) dell'invenzione. Nell'apparato OCT 105, il generatore OAM 30 ? disposto a monte del dispositivo variatore di fase 20. Come nell'apparato OCT 103 (figura 3A), l'apparato generatore OAM 30 ?< configurato per trasformare il raggio luminoso gaussiano campione 12 derivato dal raggio luminoso principale 11 emesso dalla sorgente 10 di raggi luminosi nel raggio luminoso campione 12? di luce in modalit? vorticosa. In questo caso, il dispositivo variatore di fase 20 ? configurato per generare sequenzialmente la pluralit? di raggi luminosi campione sfasati 12'i,j di luce in modalit? vorticosa dal raggio luminoso campione 12? di luce in modalit? vorticosa. Pertanto, anche in questo caso il dispositivo di deflessione 70 dei raggi orienter? i raggi luminosi campione sfasati 13'i,j di luce in modalit? vorticosa ottenendo in tal modo i rispettivi raggi luminosi orientati 14'j di luce in modalit? vorticosa, e i settoriobiettivo 2j,l della regione-obiettivo 2l saranno irradiati dai rispettivi raggi di luce in modalit? vorticosa. [0080] Figures 5A and 5B refer to an OCT apparatus 105 according to another embodiment of the invention which includes both features of the first aspect (figures 2A and 2B), and characteristics of the second aspect (figures 3A-3B) of the 'invention. In the OCT 105 apparatus, the OAM 30 generator ? arranged upstream of the phase shifter device 20. As in the OCT apparatus 103 (Figure 3A), the OAM generator apparatus 30 is configured to transform the sample Gaussian light beam 12 derived from the main light beam 11 emitted by the source 10 of bright in the light beam sample 12? of light in mode? swirling. In this case, the phase variator device 20 ? configured to sequentially generate the plurality? of light rays sample out of phase 12'i, j of light in mode? swirling from the light beam sample 12? of light in mode? swirling. Therefore, also in this case the deflection device 70 of the orienting rays? the sample light rays out of phase 13'i,j of light in mode? whirling thus obtaining the respective light rays oriented 14'j of light in modality? whirling, and the target sectors 2j,l of the target region 2l will be irradiated by the respective light rays in the mode? swirling.

[0081] Nel caso degli apparati 103, 104 e 105 delle figure 3A, 4A e 5A, il cavo ottico 40 o le fibre 42i e 47i, rispettivamente, sono configurati per supportare la propagazione OAM, per esempio possono essere fibre ottiche multimodali standard (MMF) o anche fibre MMF speciali pi? avanzate come fibre di vortice con anello a elevato indice di rifrazione, fibra multi-ring multi-OAM, fibre a cristallo fotonico, fibre OAM supermodali, fibre air-core e fibre di tipo graded-index con indice di rifrazione con andamento parabolico inverso. [0081] In the case of the apparatuses 103, 104 and 105 of figures 3A, 4A and 5A, the optical cable 40 or the fibers 42i and 47i, respectively, are configured to support OAM propagation, for example they can be standard multimode optical fibers ( MMF) or even special MMF fibers pi? such as high refractive index ring vortex fibers, multi-OAM multi-ring fiber, photonic crystal fibers, supermode OAM fibers, air-core fibers, and graded-index refractive index fibers with inverse parabolic shape.

[0082] Con riferimento alle figure 6A e 6B, in un apparato diagnostico OCT 106 in accordo con il primo aspetto dell'invenzione, il dispositivo di deflessione dei raggi ? uno specchio conico 70 disposto in corrispondenza dell'estremit? distale 49 del cavo ottico 40. Lo specchio conico 70 ? preferibilmente disposto in modo coassiale rispetto al fascio 43, in altre parole l'asse 72 dello specchio conico 70 coincide sostanzialmente con l'asse longitudinale 44 del fascio 43. [0082] With reference to Figures 6A and 6B , in an OCT diagnostic apparatus 106 in accordance with the first aspect of the invention, the beam deflection device ? a conical mirror 70 placed at the end? distal 49 of the optical cable 40. The conical mirror 70 is preferably arranged coaxially with respect to the bundle 43, in other words the axis 72 of the conical mirror 70 substantially coincides with the longitudinal axis 44 of the bundle 43.

[0083] In questo modo, i raggi luminosi risultanti istantanei 13j, j = 1 ? M rilasciati dal cavo ottico 40 all'estremit? distale 49 in diversi istanti tj del tempo di scansione radiale T colpiscono lo specchio conico 70 in punti diversi di una traiettoria circolare 55, cio? in una sezione dello specchio conico 70 ottenuta con piano perpendicolare all'asse 72 dello specchio conico 70. Pertanto, in ogni istante t1, t2, ? tj, ? tM, i raggi luminosi risultanti istantanei 131, 132, ? 13j, ? 13M vengono deviati radialmente, cio? vengono deviati perpendicolarmente all'asse 72, in modo da formare i rispettivi raggi deviati radialmente 141, 142, ? 14j, ? 14M orientati secondo rispettivi predeterminati angoli di rotazione ?1, ?2, ? ?j, ? ?M dei raggi rispetto alla posizione di riferimento angolare ?0, descrivendo un angolo di 360? attorno all'asse 72. In questo modo, viene eseguita la scansione radiale di 360? (scansione B) della regioneobiettivo 2l del lume corporeo del paziente 1, in cui i settori-obiettivo 21,l, 22,l, ? 2j,l, ? 2M,l vengono irradiati in sequenza . [0083] In this way, the resulting instantaneous light rays 13j, j = 1 ? M released by the optical cable 40 at the end? distal 49 at different instants tj of the radial scanning time T strike the conical mirror 70 at different points of a circular trajectory 55, i.e. in a section of the conical mirror 70 obtained with a plane perpendicular to the axis 72 of the conical mirror 70. Therefore, at every instant t1, t2, ? tj, ? tM, the resulting instantaneous light rays 131, 132, ? 13j, ? 13M are deflected radially, that is? are deflected perpendicularly to the axis 72, so as to form the respective radially deflected spokes 141, 142, ? 14j, ? 14M oriented according to respective predetermined angles of rotation ?1, ?2, ? ?j, ? ?M of the rays with respect to the angular reference position ?0, describing an angle of 360? around axis 72. In this way, the radial scan of 360 is performed? (scan B) of the target region 21 of the body lumen of patient 1, in which the target sectors 21,1, 22,1, ? 2j,l, ? 2M,l are irradiated in sequence.

[0084] Preferibilmente, lo specchio conico 70 ha un angolo al vertice la cui ampiezza ? ? scelta in base all'angolo ? tra la direzione del raggio risultante istantaneo 13j e l'asse 44 del fascio. In particolare, l'ampiezza ? ? scelta in base alla relazione: [0084] Preferably, the conical mirror 70 has a vertex angle whose amplitude ? ? choice based on the angle ? between the direction of the instantaneous resultant beam 13j and the beam axis 44. In particular, the amplitude ? ? choice based on the relationship:

? = ?/2 ?/4. ? = ?/2 ?/4.

[0085] Si possono usare anche specchi statici diversi dallo specchio conico 70, in particolare specchi conici aventi una superficie assialsimmetrica, purch? siano disposti in modo da trasformare i raggi risultanti istantanei 13j in raggi deviati radialmente 14j. [0085] It is also possible to use static mirrors other than the conical mirror 70, in particular conical mirrors having an axisymmetric surface, provided that are arranged so as to transform the resulting instantaneous rays 13j into radially deflected rays 14j.

[0086] Con riferimento alla figura 7A, viene descritto un apparato OCT 107 in accordo con il primo aspetto dell'invenzione, in cui il dispositivo variatore di fase ottici 20, che comprende un array 23 di moduli variatori di fase ottici, ? implementato da un circuito fotonico integrato configurato per controllare il processo di orientamento dei raggi. [0086] With reference to figure 7A, an OCT apparatus 107 is described in accordance with the first aspect of the invention, in which the optical phase shifter device 20, which comprises an array 23 of optical phase shifter modules, ? implemented by an integrated photonic circuit configured to control the beam orientation process.

[0087] A valle del primo dispositivo ripartitore ottico di potenza 21, che pu? essere incluso nel circuito integrato 20, il dispositivo variatore di fase 20 include anche un secondo dispositivo ripartitore ottico di potenza 22, configurato per ripartire il raggio luminoso campione 12 in una pluralit? di N repliche 12i, i = 1 ? N di questo. [0087] Downstream of the first optical power splitter device 21, which can being included in the integrated circuit 20, the phase shifter device 20 also includes a second optical power splitter device 22, configured to split the sample light beam 12 into a plurality of? of N replicas 12i, i = 1 ? N of this.

L?array 23 di moduli variatori di fase ottici comprende una pluralit? di moduli variatori di fase ottici 23i, i = 1 ? N, cio? modulatori di fase che sono accoppiati otticamente con le rispettive fibre ottiche 47i del fascio 43 mediante un dispositivo accoppiatore 24. In un dato istante tj del tempo di scansione radiale T, ciascun modulo variatore di fase ottico 23i ? configurato per trasformare una replica 12i in un rispettivo raggio luminoso campione sfasato 12i,j. Pertanto, ciascuna fibra ottica 42i ? predisposta per guidare un rispettivo raggio luminoso campione 12i,j ricevuto dal rispettivo elemento divisore di potenza ottica 22i. In particolare, i moduli variatori di fase integrati 23i sono implementati come giunzioni p-n drogate rapide che possono funzionare sotto polarizzazione inversa, con i vantaggi precedentemente spiegati. The array 23 of optical phase shifter modules comprises a plurality of of optical phase shifter modules 23i, i = 1 ? No, what? phase modulators which are optically coupled with the respective optical fibers 47i of the bundle 43 by means of a coupler device 24. At a given instant tj of the radial scan time T, each optical phase shifter module 23i ? configured to transform a replica 12i into a respective phase-shifted sample light beam 12i,j. Therefore, each 42i optical fiber ? arranged to guide a respective sample light beam 12i,j received by the respective optical power divider element 22i. In particular, the integrated phase shifter modules 23i are implemented as fast doped p-n junctions which can operate under reverse bias, with the previously explained advantages.

[0088] La luce retrodiffusa 17j pu? ritornare all?ingresso del circuito fotonico integrato 20 attraverso un percorso duale, rispetto a quello compiuto in trasmissione. La fase ottica ?i,j di ciascun segnale ricevuto viene nuovamente controllata dai moduli variatori di fase 27j, al netto di una loro calibrazione iniziale con un target di riferimento, cio? uno specchio, prima di essere accoppiati insieme. [0088] The backscattered light 17j can return to the input of the integrated photonic circuit 20 through a dual path, with respect to the one performed in transmission. The optical phase ?i,j of each received signal is again controlled by the phase shifter modules 27j, net of their initial calibration with a reference target, ie? a mirror, before being mated together.

[0089] L?apparato OCT 108 delle figure 8A e 8B ? una variante dell'apparato OCT 107, in cui il dispositivo di accoppiamento 24 del dispositivo variatore di fase 20 comprende vantaggiosamente una pluralit? di accoppiatori a griglia 24i che collegano ciascuna uscita dell?array 23 di moduli variatori di fase con una rispettiva fibra ottica 42i del fascio 43. Ciascuna accoppiatore a griglia 24i comprende vantaggiosamente una micro-lente terminale 25i per collimare i rispettivi raggi luminosi campione 12i,j in ciascuna delle fibre ottiche 42i. [0089] The OCT apparatus 108 of figures 8A and 8B ? a variant of the OCT apparatus 107, in which the coupling device 24 of the phase shifter device 20 advantageously comprises a plurality of of grid couplers 24i which connect each output of the phase shifter module array 23 with a respective optical fiber 42i of the bundle 43. Each grid coupler 24i advantageously comprises a terminal micro-lens 25i for collimating the respective sample light rays 12i, j in each of the optical fibers 42i.

[0090] In alternativa, per collegare correttamente ciascuna uscita dell'array 23 di moduli variatori di fase con una rispettiva fibra ottica 42i, il dispositivo di accoppiamento 24 pu? essere costituito da opportuni mode taper per convertire la modalit? che si propaga nella guida d'onda integrata nella modalit? supportata dalle fibre ottiche 42i. Come ulteriore alternativa, ? possibile utilizzare qualsiasi tipo di coppia fotonica ad-hoc progettata per convertire opportunamente la modalit? che si propaga nella guida d'onda integrata nella modalit? supportata dalle fibre ottiche 42i. Lo stesso vale anche per la luce retrodiffusa 17j da convogliare dalle fibre 47i nell'ingresso dell?array 27 di moduli variatori di fase. [0090] Alternatively, to correctly connect each output of the array 23 of phase shifter modules with a respective optical fiber 42i, the coupling device 24 can? be made up of appropriate mode taper to convert the mode? that propagates in the waveguide integrated in the modality? supported by 42i optical fibers. As a further alternative, ? Is it possible to use any kind of ad-hoc photon pair designed to suitably convert the mode? that propagates in the waveguide integrated in the modality? supported by 42i optical fibers. The same also applies to the backscattered light 17j to be conveyed by the fibers 47i into the input of the phase shifter module array 27.

[0091] Un apparato OCT 109, mostrato nelle figure 9A e 9B, ? una variante dell'apparato OCT 108 delle figure 8A e 8B che include anche le caratteristiche del secondo aspetto dell'invenzione, cio? un generatore di modo di momento angolare 30 disposto a valle del dispositivo variatore di fase 20 come in figura 4A. Ciascuna micro-lente 25i ? otticamente connessa con il generatore 30 di modo di momento angolare orbitale configurato per trasformare ciascun raggio luminoso campione sfasato 12i,j in un rispettivo raggio luminoso campione sfasato 12'i,j di luce in modalit? vorticosa propagante un momento angolare orbitale, avente un fronte d'onda elicoidale. [0091] An OCT apparatus 109, shown in figures 9A and 9B, is a variant of the OCT apparatus 108 of figures 8A and 8B which also includes the characteristics of the second aspect of the invention, i.e. an angular momentum mode generator 30 disposed downstream of the phase shifter device 20 as in figure 4A. Each 25i micro-lens ? optically connected with the orbital angular momentum mode generator 30 configured to transform each phase-shifted sample light beam 12i,j into a respective phase-shifted sample light beam 12'i,j of ? vortex propagating an orbital angular momentum, having a helical wavefront.

[0092] Gli accoppiatori a griglia 24i ed eventualmente le rispettive micro-lenti 25i sono collegati otticamente con le rispettive fibre 42i del fascio 43 di fibre del cavo ottico 40 attraverso un'ottica in spazio libero adeguata, in modo che ciascun raggio luminoso 12i,j campione sfasato 12i,j (figura 8) oppure i raggi luminosi campione sfasati 12'i,j di luce in modalit? vorticosa propaganti un momento angolare orbitale (figura 9) vengono accoppiati in ingresso a un?anima della rispettiva fibra 42i. [0092] The grid couplers 24i and possibly the respective micro-lenses 25i are optically connected to the respective fibers 42i of the fiber bundle 43 of the optical cable 40 via suitable free-space optics, so that each light beam 12i, j phase-shifted sample 12i,j (figure 8) or the sample phase-shifted light rays 12'i,j of light in mode? vorticosa propagating an orbital angular momentum (figure 9) are coupled at the input to a core of the respective fiber 42i.

[0093] Il fascio 43 di fibre ? configurato per convogliare raggi luminosi campione 12i,j o 12'i,j fino a un'estremit? della sonda ottica 60 e per raccogliere una luce retrodiffusa 16j, costituita da una pluralit? di raggi retrodiffusi 16j provenienti dai rispettivi settoriobiettivo 2j,l della regione-obiettivo 2l sotto esame, in questo caso, una porzione del vaso sanguigno 1 di un paziente. [0093] The bundle 43 of fibers ? configured to direct sample 12i,j or 12'i,j light beams to one end? of the optical probe 60 and to collect a backscattered light 16j, consisting of a plurality of backscattered rays 16j coming from the respective target sectors 2j,l of the target region 2l under examination, in this case, a portion of the blood vessel 1 of a patient.

[0094] A causa dell'ingombro dell'ottica in spazio libero impiegata, il fascio 43 di fibre sar? del tipo a ventaglio come mostrato in tutto l'insieme di immagini, ovvero le fibre 42i sono fibre con rivestimento sottile che sono distanziate tra loro in corrispondenza dell'estremit? prossimale 41 del filo ovvero del cavo ottico 40, e che si raccolgono progressivamente in una struttura a impaccamento pi? stretto andando verso l'estremit? distale 49 del cavo ottico 40, in modo da contenere lo spessore di quest?ultimo entro 1 mm. [0094] Due to the size of the free space optics used, the bundle 43 of fibers will be? of the fan type as shown throughout the set of images, i.e., the fibers 42i are thin-coated fibers that are spaced apart at the ends. proximal 41 of the wire or of the optical cable 40, and which are progressively gathered in a smaller packing structure? tight going towards the extremity? distal 49 of the optical cable 40, so as to keep the thickness of the latter within 1 mm.

[0095] Sempre con riferimento alla figura 9A, l'apparato OCT 109, cos? come qualsiasi altro apparato OCT 101-108 precedentemente descritto, pu? essere un apparato SS-OCT in cui ? prevista una sorgente a onda continua con scansione della lunghezza d?onda (CW-SS) 10 configurata per scandire in modo lineare l?intervallo ? di lunghezze d'onda del raggio luminoso principale emesso 10 in un tempo predeterminato T? di scansione in lunghezza d'onda, variabile tra 20 ?s e 50 ?s. [0095] Again with reference to figure 9A, the OCT apparatus 109, as like any other OCT apparatus 101-108 previously described, pu? be a SS-OCT apparatus in which ? provided a continuous wave source with wavelength scanning (CW-SS) 10 configured to linearly scan the interval ? of wavelengths of the main light ray emitted 10 in a predetermined time T? scan in wavelength, variable between 20 ?s and 50 ?s.

[0096] Inoltre, la sorgente 10 di raggi luminosi ? connessa otticamente, preferibilmente mediante pig-tailing delle fibre, al circuito fotonico integrato 20, che ha preferibilmente la forma di un circuito integrato siliciosu-isolante, per dirigere il raggio luminoso principale nel circuito integrato 20. [0096] Furthermore, the source 10 of light rays ? connected optically, preferably by pig-tailing the fibers, to the integrated photonic circuit 20, which preferably has the form of a silicon-on-insulator integrated circuit, to direct the main light beam into the integrated circuit 20.

[0097] In alcune forme realizzative, non mostrate, l'angolo ?M entro il quale viene eseguita la scansione radiale pu? essere diverso da un angolo di 360?, se necessario. La dimensione di ciascun settore target 2j,l dipende dal numero N dei moduli variatori di fase, ovvero dal numero di elementi dell'optical phased array che implementano l'OBS, dalla distanza reciproca tra le fibre 42i all'estremit? distale 49, dalla loro geometria, dalla loro distribuzione e da ulteriori parametri che sono evidenti per il tecnico del ramo degli optical phased array e del ramo cui si riferisce l'invenzione. [0097] In some embodiments, not shown, the angle ?M within which the radial scan is performed can be other than a 360° angle if needed. Does the size of each target sector 2j,l depend on the number N of the phase shifter modules, i.e. on the number of elements of the optical phased array which implement the OBS, on the mutual distance between the 42i fibers at the extremity? distal 49, by their geometry, by their distribution and by further parameters which are evident to the person skilled in the field of optical phased arrays and of the field to which the invention refers.

[0098] La descrizione di cui sopra di forme realizzative dell?invenzione ? in grado di mostrare l?invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tali forme realizzative specifiche senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti delle forme realizzative specifiche. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall?ambito dell?invenzione. S?intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e, per questo, non limitativo. [0098] The above description of embodiments of the invention? able to show the invention from the conceptual point of view so that others, using the prior art, will be able to modify and/or adapt these specific embodiments in various applications without further research and without departing from the inventive concept and, therefore, it is intended that such adaptations and modifications will be considered equivalent to the specific embodiments. The means and materials for achieving the various functions described may be of various kinds without thereby departing from the scope of the invention. It is understood that the expressions or terminology used are for purely descriptive purposes and, therefore, not limiting.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI 1. Un apparato diagnostico (102,104,105,106,107,108,109) per eseguire una tomografia a coerenza ottica di una regione-obiettivo (2l) del tessuto del corpo di un paziente (1), detto apparato diagnostico comprendendo: - una sorgente (10) di raggi luminosi configurata per emettere un raggio luminoso (11);1. A diagnostic apparatus (102,104,105,106,107,108,109) for performing an optical coherence tomography of a target region (21) of a patient's body tissue (1), said diagnostic apparatus comprising: - a source (10) of light rays configured to emitting a light beam (11); - un cavo ottico (40) avente un'estremit? prossimale (41) in comunicazione con detta sorgente (10) di raggi luminosi per ricevere da essa detto raggio luminoso (11), e un'estremit? distale (49) disposta per essere introdotta in detta regione-obiettivo (2l);- an optical cable (40) having one end? proximal end (41) in communication with said source (10) of light rays to receive said light beam (11) from it, and one end? distal (49) arranged to be introduced into said target region (21); - un dispositivo di orientamento dei raggi configurato per:- a beam orientation device configured for: - orientare detto raggio luminoso (11) secondo una pluralit? di angoli di rotazione (?j) dei raggi rispetto a una posizione di riferimento angolare (?0) solidale con detto cavo ottico (40), in un tempo di scansione radiale (T) predeterminato, in modo da ottenere una pluralit? di rispettivi raggi luminosi orientati (14j) e dirigere detti raggi luminosi orientati (14j) in sequenza, in detto tempo di scansione radiale (T), verso una pluralit? di rispettivi settori-obiettivo (2j,l) di detta regione-obiettivo (2l);- directing said light beam (11) according to a plurality? of rotation angles (?j) of the beams with respect to an angular reference position (?0) integral with said optical cable (40), in a predetermined radial scanning time (T), so as to obtain a plurality? of respective oriented light rays (14j) and directing said oriented light rays (14j) in sequence, in said radial scanning time (T), towards a plurality? of respective target sectors (2j,l) of said target region (2l); - raccogliere la luce retrodiffusa (17) da detti settori-obiettivo (2j,l) in risposta a detti raggi luminosi orientati (14j),- collecting the backscattered light (17) from said target sectors (2j,l) in response to said directed light rays (14j), - un fotorivelatore (29) disposto per ricevere detta luce retrodiffusa (17) da detto dispositivo di orientamento dei raggi, e configurato per confrontare interferometricamente detta luce retrodiffusa (17) con detto raggio luminoso (11,18) e generare da ci? un segnale interferometrico (19); - mezzi di acquisizione ed elaborazione (90) configurati per ricevere detto segnale interferometrico (19), per formare a partire da esso profili assiali (97j,l) di detta regioneobiettivo (2l), e per unire detti profili assiali (97j,l) formando un'immagine in sezione trasversale (98l) di detto tessuto del corpo di detto paziente (1),- a photodetector (29) arranged to receive said backscattered light (17) from said beam directing device, and configured to interferometrically compare said backscattered light (17) with said light beam (11,18) and generate therefrom an interferometric signal (19); - acquisition and processing means (90) configured to receive said interferometric signal (19), to form starting from it axial profiles (97j,l) of said target region (2l), and to join said axial profiles (97j,l) forming a cross-sectional image (98l) of said body tissue of said patient (1), caratterizzato dal fatto che:characterized by the fact that: - detto cavo ottico (40) comprende un fascio (43) di elementi di guida ottica (42i), detto fascio (43) avendo un asse (44) del fascio;- said optical cable (40) comprises a bundle (43) of optical guide elements (42i), said bundle (43) having a beam axis (44); - detto dispositivo di orientamento dei raggi comprende:- said beam orientation device comprises: - un dispositivo variatore di fase (20) configurato per- a phase shifter device (20) configured for - generare, in ogni istante di detto tempo di scansione radiale, una pluralit? di raggi luminosi campione sfasati (12i,j) a partire da detto raggio luminoso (11), detti raggi luminosi campione sfasati (12i,j) avendo rispettivi sfasamenti (?i,j) rispetto a una fase di riferimento (?0) di detto raggio luminoso (11), detti sfasamenti (?i,j) formando una combinazione istantanea (?j) di sfasamenti, e per- generate, in every instant of said radial scan time, a plurality? of phase-shifted sample light rays (12i,j) starting from said light beam (11), said phase-shifted sample light rays (12i,j) having respective phase shifts (?i,j) with respect to a reference phase (?0) of said light beam (11), said phase shifts (?i,j) forming an instantaneous combination (?j) of phase shifts, and for - modificare detta combinazione istantanea (?j) di sfasamenti durante detto tempo di scansione radiale (T), detta combinazione istantanea (?j) di sfasamenti essendo disposta in modo tale che in corrispondenza di detta estremit? distale (49) di detto cavo (40) si formi un raggio luminoso risultante istantaneo (13j) come combinazione di detti raggi luminosi campione sfasati (12i,j), detto raggio risultante istantaneo (13j) avendo un lobo di intensit? principale orientato in una direzione istantanea rispetto a detto asse (44) del fascio;- modifying said instantaneous combination (?j) of phase shifts during said radial scanning time (T), said instantaneous combination (?j) of phase shifts being arranged in such a way that at said end? distal (49) of said cable (40) an instantaneous resultant light beam (13j) is formed as a combination of said phase-shifted sample light rays (12i,j), said instantaneous resultant beam (13j) having a lobe of intensity? principal oriented in an instantaneous direction with respect to said beam axis (44); - un dispositivo di deflessione (70) dei raggi disposto fisso in corrispondenza di detta estremit? distale (49), detto dispositivo di deflessione (70) dei raggi avendo una superficie di deflessione dei raggi disposta per:- a deflection device (70) of the rays arranged fixed at said end? distal (49), said spoke deflection device (70) having a spoke deflection surface arranged to: - in ogni istante di detto tempo di scansione radiale (T), ricevere il corrispondente raggio luminoso risultante istantaneo (13j) in una rispettiva posizione su di s?; e per - deviare detto raggio luminoso risultante istantaneo (13j) secondo un rispettivo angolo di rotazione (?j) dei raggi di detti angoli di rotazione attorno a detto cavo ottico (40), in modo da formare, in detto tempo di scansione radiale (T), detti raggi luminosi orientati (14j);- at each instant of said radial scanning time (T), receiving the corresponding instantaneous resulting light beam (13j) in a respective position on itself?; and for - deflecting said instantaneous resulting light beam (13j) according to a respective rotation angle (?j) of the rays of said rotation angles around said optical cable (40), so as to form, in said radial scanning time ( T), called oriented light rays (14j); in modo tale che detti raggi luminosi orientati (14j) siano diretti verso detti settori-obiettivo (2j,l) di detta regione-obiettivo (2l) secondo detti angoli di rotazione (?j) dei raggi in detto tempo di scansione radiale (T), e detta luce retrodiffusa (17) venga raccolta in corrispondenza di detta estremit? distale (49) nella forma di raggi di luce retrodiffusa (16d) da rispettivi settori-obiettivo (2j,l) in risposta a rispettivi detti raggi luminosi orientati (14j).in such a way that said oriented light rays (14j) are directed towards said target sectors (2j,l) of said target region (2l) according to said rotation angles (?j) of the rays in said radial scanning time (T ), and said backscattered light (17) is collected at said end? distal (49) in the form of backscattered light rays (16d) from respective objective sectors (2j,l) in response to respective said oriented light rays (14j). 2. L'apparato diagnostico (104,109) secondo la rivendicazione 1, in cui detta sorgente (10) di raggi luminosi ? configurata per emettere un raggio luminoso gaussiano (11), ed ? previsto un generatore di modo di momento angolare orbitale (30) configurato per trasformare ciascuno di detti raggi luminosi campione sfasati (12i,j) in raggi luminosi campione sfasati di luce in modalit? vorticosa (12'i,j) aventi fronti d'onda elicoidali e detto dispositivo di deflessione (70) dei raggi ? configurato per deviare detti raggi luminosi campione sfasati di luce in modalit? vorticosa (12'i,j) in detti raggi luminosi orientati (14j), detti raggi luminosi orientati essendo raggi di luce in modalit? vorticosa (14j).2. The diagnostic apparatus (104,109) according to claim 1, wherein said source (10) of light rays ? configured to emit a Gaussian light beam (11), and ? provided is an orbital angular momentum mode generator (30) configured to transform each of said phase-shifted sample light rays (12i,j) into phase-shifted sample light rays of light in mode? vortex (12'i,j) having helical wavefronts and said deflection device (70) of the rays ? configured to deflect said phase-shifted light sample beams of light into mode? whirling (12'i,j) in said oriented light rays (14j), said oriented light rays being light rays in mode? swirling (14j). 3. L'apparato diagnostico (105) secondo la rivendicazione 1, in cui detta sorgente (10) di raggi luminosi ? configurata per emettere un raggio luminoso gaussiano (11), ed ? previsto e un generatore di modo di momento angolare orbitale (30) configurato per trasformare detto raggio luminoso gaussiano (11) in un raggio di luce in modalit? vorticosa (12?) avente un fronte d?onda elicoidale, e detto dispositivo variatore di fase (20) ? configurato per generare sequenzialmente da detto raggio di luce in modalit? vorticosa (12?) detta pluralit? di raggi luminosi campione sfasati come raggi luminosi campione sfasati (12'i,j) di luce in modalit? vorticosa.The diagnostic apparatus (105) according to claim 1, wherein said source (10) of light rays is configured to emit a Gaussian light beam (11), and ? foreseen and an orbital angular momentum mode generator (30) configured to transform said Gaussian light beam (11) into a light beam in? vortex (12?) having a helical wave front, and said phase shifter device (20) ? configured to generate sequentially from said ray of light in mode? swirling (12?) called plurality? of phase-shifted sample light rays as phase-shifted sample light rays (12'i,j) of light in mode? swirling. 4. Un apparato diagnostico (103,104,105,109) per eseguire una tomografia a coerenza ottica di una regioneobiettivo (2l) del tessuto del corpo di un paziente (1), detto apparato diagnostico comprendendo: 4. A diagnostic apparatus (103,104,105,109) for performing an optical coherence tomography of a target region (21) of a patient's body tissue (1), said diagnostic apparatus comprising: - una sorgente (10) di raggi luminosi configurata per emettere un raggio luminoso (11);- a light beam source (10) configured to emit a light beam (11); - un cavo ottico (40) avente un'estremit? prossimale (41) in comunicazione con detta sorgente (10) di raggi luminosi per ricevere da essa detto raggio luminoso (11), e un'estremit? distale (49) disposta per essere introdotta in detta regione-obiettivo (2l);- an optical cable (40) having one end? proximal end (41) in communication with said source (10) of light rays to receive said light beam (11) from it, and one end? distal (49) arranged to be introduced into said target region (21); - un dispositivo di orientamento dei raggi configurato per:- a beam orientation device configured for: - orientare detto raggio luminoso (11) secondo una pluralit? di angoli di rotazione (?j) dei raggi rispetto a una posizione di riferimento angolare (?0) solidale con detto cavo ottico (40), in un tempo di scansione radiale (T) predeterminato, in modo da ottenere una pluralit? di rispettivi raggi luminosi orientati (14j) e dirigere detti raggi luminosi orientati (14j) in sequenza, in detto tempo di scansione radiale (T), verso una pluralit? di rispettivi settori-obiettivo (2j,l) di detta regione-obiettivo (2l);- directing said light beam (11) according to a plurality? of rotation angles (?j) of the beams with respect to an angular reference position (?0) integral with said optical cable (40), in a predetermined radial scanning time (T), so as to obtain a plurality? of respective oriented light rays (14j) and directing said oriented light rays (14j) in sequence, in said radial scanning time (T), towards a plurality? of respective target sectors (2j,l) of said target region (2l); - raccogliere la luce retrodiffusa (17) da detti settori-obiettivo (2j,l) in risposta a detti raggi luminosi orientati (14j),- collecting the backscattered light (17) from said target sectors (2j,l) in response to said directed light rays (14j), - un fotorivelatore (29) disposto per ricevere detta luce retrodiffusa (17) da detto dispositivo di orientamento dei raggi, e configurato per confrontare interferometricamente detta luce retrodiffusa (17) con detto raggio luminoso (11) e generare da ci? un segnale interferometrico (19);- a photodetector (29) arranged to receive said backscattered light (17) from said beam directing device, and configured to interferometrically compare said backscattered light (17) with said light beam (11) and generate therefrom an interferometric signal (19); - mezzi di acquisizione ed elaborazione di immagini (90) configurati per ricevere detto segnale interferometrico (19) e per formare a partire da esso profili assiali di detta regione-obiettivo (2l), e per unire detti profili assiali (97j,l) formando un'immagine in sezione trasversale (98l) di detto tessuto del corpo di detto paziente (1), caratterizzato dal fatto che- image acquisition and processing means (90) configured to receive said interferometric signal (19) and to form starting from it axial profiles of said target region (2l), and to join said axial profiles (97j,l) forming a cross-sectional image (98l) of said tissue of the body of said patient (1), characterized in that detta sorgente (10) di raggi luminosi ? configurata per emettere un raggio luminoso gaussiano, ed ? previsto un generatore di modo di momento angolare orbitale (30) configurato per trasformare detto raggio luminoso (11) in un raggio di luce in modalit? vorticosa (12?) avente un fronte d'onda elicoidale, in modo tale che detti raggi luminosi orientati (14j) siano anch?essi raggi luminosi orientati di luce in modalit? vorticosa, e detto dispositivo di orientamento dei raggi sia configurato per generare sequenzialmente detta pluralit? di raggi luminosi campione sfasati (12i,j) a partire da detto raggio di luce in modalit? vorticosa (12?).said source (10) of light rays ? configured to emit a Gaussian light beam, and ? provided an orbital angular momentum mode generator (30) configured to transform said light beam (11) into a light beam in mode? vorticosa (12?) having a helical wave front, in such a way that said oriented light rays (14j) are also oriented light rays of light in mode? swirling, and said beam orientation device is configured to sequentially generate said plurality? of sample light rays out of phase (12i,j) starting from said light ray in mode? swirling (12?). 5. L?apparato diagnostico (104,105,109) secondo la rivendicazione 4, in cui:5. The diagnostic apparatus (104,105,109) according to claim 4, wherein: - detto cavo ottico (40) comprende un fascio (43) di elementi di guida ottica (42i), detto fascio (43) avendo un asse (44) del fascio;- said optical cable (40) comprises a bundle (43) of optical guide elements (42i), said bundle (43) having a beam axis (44); - detto dispositivo di orientamento dei raggi comprende:- said beam orientation device comprises: - un dispositivo variatore di fase (20) configurato per- a phase shifter device (20) configured for - generare, in ogni istante (tj) di detto tempo di scansione radiale (T), una pluralit? di raggi luminosi campione sfasati (12i,j) a partire da detto raggio luminoso (11), detti raggi luminosi campione sfasati (12i,j) avendo rispettivi sfasamenti (?i,j) rispetto a una fase di riferimento (?0) di detto raggio luminoso (11), detti sfasamenti (?i,j) formando una combinazione istantanea (?j) di sfasamenti, e per- generate, at each instant (tj) of said radial scan time (T), a plurality? of phase-shifted sample light rays (12i,j) starting from said light beam (11), said phase-shifted sample light rays (12i,j) having respective phase shifts (?i,j) with respect to a reference phase (?0) of said light beam (11), said phase shifts (?i,j) forming an instantaneous combination (?j) of phase shifts, and for - modificare detta combinazione istantanea (?j) di sfasamenti durante detto tempo di scansione radiale (T), detta combinazione istantanea (?j) di sfasamenti essendo disposta in modo tale che in corrispondenza di detta estremit? distale (49) di detto cavo (40) si formi un raggio luminoso risultante istantaneo (13j) come combinazione di detti raggi luminosi campione sfasati (12i,j), detto raggio luminoso risultante istantaneo (13j) avendo un lobo di intensit? principale orientato in una direzione istantanea rispetto a detto asse (44) del fascio;- modifying said instantaneous combination (?j) of phase shifts during said radial scanning time (T), said instantaneous combination (?j) of phase shifts being arranged in such a way that at said end? distal (49) of said cable (40) an instantaneous resultant light beam (13j) is formed as a combination of said phase-shifted sample light rays (12i,j), said instantaneous resultant light beam (13j) having a lobe of intensity? principal oriented in an instantaneous direction with respect to said beam axis (44); - un dispositivo di deflessione (70) dei raggi disposto fisso in corrispondenza di detta estremit? distale (49), detto dispositivo di deflessione (70) dei raggi avendo una superficie di deflessione dei raggi disposta per:- a deflection device (70) of the rays arranged fixed at said end? distal (49), said spoke deflection device (70) having a spoke deflection surface arranged to: - in ogni istante di detto tempo di scansione radiale (T), ricevere il corrispondente raggio luminoso risultante istantaneo (13j) in una rispettiva posizione su di s?; e per - deviare detto raggio luminoso risultante istantaneo (13j) secondo un rispettivo angolo di rotazione (?j) dei raggi di detti angoli di rotazione attorno a detto cavo ottico (40), in modo da formare, in detto tempo di scansione radiale (T), detti raggi luminosi orientati (14j);- at each instant of said radial scanning time (T), receiving the corresponding instantaneous resulting light beam (13j) in a respective position on itself?; and for - deflecting said instantaneous resulting light beam (13j) according to a respective rotation angle (?j) of the rays of said rotation angles around said optical cable (40), so as to form, in said radial scanning time ( T), called oriented light rays (14j); in modo tale che detti raggi luminosi orientati (14j) siano diretti verso detti settori-obiettivo (2j,l) di detta regione-obiettivo (2l) secondo detti angoli di rotazione (?j) dei raggi in detto tempo di scansione radiale (T), e detta luce retrodiffusa (17) venga raccolta in corrispondenza di detta estremit? distale (49) nella forma di raggi di luce retrodiffusa (16d) da rispettivi settori-obiettivo (2j,l) in risposta a rispettivi detti raggi luminosi orientati (14j).in such a way that said oriented light rays (14j) are directed towards said target sectors (2j,l) of said target region (2l) according to said rotation angles (?j) of the rays in said radial scanning time (T ), and said backscattered light (17) is collected at said end? distal (49) in the form of backscattered light rays (16d) from respective objective sectors (2j,l) in response to respective said oriented light rays (14j). 6. L?apparato diagnostico (106,109) secondo le rivendicazioni 1 o 5, in cui detto dispositivo di deflessione dei raggi comprende uno specchio conico (70) disposto in corrispondenza di detta estremit? distale (49) coassialmente al fascio (43) di elementi di guida ottica (42i), detto specchio conico (70) avendo un angolo al vertice la cui ampiezza (?) ? scelta in base all'angolo (?) formato tra la direzione di detto raggio luminoso risultante istantaneo (13j) e l'asse (44) del fascio, in particolare, mediante la relazione:6. The diagnostic apparatus (106,109) according to claims 1 or 5, wherein said beam deflection device comprises a conical mirror (70) disposed at said end? distal (49) coaxially to the bundle (43) of optical guide elements (42i), said conical mirror (70) having a vertex angle whose amplitude (?) ? chosen on the basis of the angle (?) formed between the direction of said instantaneous resulting light beam (13j) and the axis (44) of the beam, in particular, by means of the relation: ? = ?/2 ?/4,? = ?/2 ?/4, dove ? ? l'ampiezza di detto angolo al vertice di detto specchio conico (70), e ? ? l'angolo tra la direzione di detto raggio luminoso risultante istantaneo (13j) e l'asse (44) del fascio.Where ? ? the amplitude of said angle at the vertex of said conical mirror (70), and ? ? the angle between the direction of said instantaneous resultant light beam (13j) and the axis (44) of the beam. 7. L'apparato diagnostico (107,108,109) secondo le rivendicazioni 1 o 5, in cui detto dispositivo variatore di fase (20) comprende:7. The diagnostic apparatus (107,108,109) according to claims 1 or 5, wherein said phase shifter device (20) comprises: - un dispositivo ripartitore ottico di potenza (22) configurato per ripartire detto raggio luminoso (11) in una pluralit? di sue repliche (11i); - an optical power splitter device (22) configured to split said light beam (11) into a plurality of? of his replicas (11i); - un array (23) di moduli variatori di fase comprendente una pluralit? di moduli variatori di fase ottici (23i), cio? modulatori di fase, ciascuno disposto per ricevere una rispettiva replica (11i) di dette repliche, e configurato per trasformare detta replica (11i) in un raggio luminoso sfasato (12i) di detti raggi luminosi sfasati (12i);- an array (23) of phase shifter modules comprising a plurality? of optical phase shifter modules (23i), cio? phase modulators, each arranged to receive a respective replica (11i) of said replicas, and configured to transform said replica (11i) into a phase-shifted light beam (12i) of said phase-shifted light beams (12i); - un dispositivo di accoppiamento (24) disposto per dirigere detti raggi luminosi sfasati (12i) nei rispettivi elementi di guida ottica predeterminati (42i) di detto fascio (43).- a coupling device (24) arranged to direct said phase-shifted light rays (12i) into the respective predetermined optical guide elements (42i) of said beam (43). 8. L?apparato diagnostico (108,109) secondo la rivendicazione 7, in cui detto dispositivo variatore di fase (20) comprende un circuito fotonico integrato (20) comprendente, come detti moduli variatori di fase ottici, degli elementi di guida ottica drogati integrati (23i), detti elementi di guida ottica drogati (23i) essendo configurati per ricevere una tensione in modo tale da modificare un proprio indice di rifrazione,8. The diagnostic apparatus (108,109) according to claim 7, wherein said phase shifter device (20) comprises an integrated photonic circuit (20) comprising, like said optical phase shifter modules, integrated doped optical guide elements ( 23i), said doped optical guide elements (23i) being configured to receive a voltage in such a way as to modify its own refractive index, in cui detto dispositivo di accoppiamento (24) ? scelto tra:wherein said coupling device (24) ? chosen between: - una pluralit? di accoppiatori a griglia (24i) che collegano detto dispositivo di orientamento (20) dei raggi luminosi con ciascuno di detti elementi di guida ottica (42i);- a plurality? grid couplers (24i) connecting said light beam directing device (20) with each of said optical guide elements (42i); - una pluralit? di emettitori di bordo con un profilo conico,- a plurality? of edge emitters with a conical profile, in particolare, detti elementi di guida ottica integrati (23i) comprendono giunzioni p-n drogate rapide, pi? in particolare, dette giunzioni p-n drogate sono disposte per funzionare sotto polarizzazione inversa,in particular, said integrated optical guide elements (23i) comprise fast doped p-n junctions, more in particular, said doped p-n junctions are arranged to operate under reverse bias, in particolare, ciascuno di detti moduli variatori di fase ottici (23i) comprende una porzione di guida ottica drogata di un rispettivo elemento di guida ottica di detti elementi di guida ottica, detta porzione di guida ottica drogata essendo configurata per ricevere una tensione in modo da modificare un proprio indice di rifrazione.in particular, each of said optical phase shifter modules (23i) comprises an optical guide portion doped with a respective optical guide element of said optical guide elements, said doped optical guide portion being configured to receive a voltage so as to change its refractive index. 9. L?apparato diagnostico (109) secondo la rivendicazione 1 o 4, in cui detta sorgente (10) di raggi luminosi ? una sorgente a onda continua con scansione della lunghezza d'onda.9. The diagnostic apparatus (109) according to claim 1 or 4, wherein said source (10) of light rays is a continuous wave source with wavelength scanning. 10. L?apparato diagnostico secondo le rivendicazioni 2 o 3 o 4, in cui detto cavo ottico (40) include una fibra scelta tra:10. The diagnostic apparatus according to claims 2 or 3 or 4, wherein said optical cable (40) includes a fiber selected from: - una fibra multi-ring multi-OAM-mode;- a multi-OAM-mode multi-ring fiber; - una fibra a cristallo fotonico;- a photonic crystal fiber; - una supermode OAM fibre;- an OAM fiber supermode; - una fibra air-core;- an air-core fiber; - una fibra di tipo graded-index con indice di rifrazione con andamento parabolico inverso. - a graded-index type fiber with refractive index with inverse parabolic trend.
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